(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210760499.0 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 中国科学院上海微系统与信息技 术 研究所 地址 200050 上海市长 宁区长宁路865号 (72)发明人 李铁　刘延祥　冯立扬　吴明　 王跃林　 (74)专利代理 机构 上海智信专利代理有限公司 31002 专利代理师 杨怡清　熊俊杰 (51)Int.Cl. G01N 21/3504(2014.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种递进式双通道红外气体传感器 (57)摘要 本发明涉及一种递进式双通道红外气体传 感器， 包括从上至下依次层叠的反光罩、 支撑板、 基座和ASIC芯片； 反光罩上设有反射腔和若干透 气孔； 支撑板上设有第一通孔和第二通孔， 其内 分别嵌设有第一滤光片和两第二滤光片； 基座的 顶面设有红外光源和两红外探测器， 红外光源位 于第一滤光片的正下方， 两红外探测器 分别位于 两第二滤光片的正下方， 两红外探测器相对于红 外光源递进排布； 红外光源和两红外探测器与 ASIC芯片电连接。 本发明的递进式双通道红外气 体传感器， 反光罩、 支撑板、 基座和ASIC芯片层叠 设置， 从而缩小体积； 反射腔为折叠式反射结构， 使光程增长； 红外光源和两红外探测器 分布在基 座两端， 可隔绝红外光源 对热敏元件的影响。 权利要求书1页 说明书7页 附图5页 CN 115015152 A 2022.09.06 CN 115015152 A 1.一种递进式双通道 红外气体传感器， 其特征在于， 包括从上至下依次层叠的反光罩、 支撑板、 基座和ASIC芯片； 所述反光 罩上设置有反射腔和连通所述反射腔的若干 透气孔； 所述支撑板上设置有第一通孔和第二通孔， 所述第一通孔内嵌设有第一滤光片， 所述 第二通孔内嵌设有两第二滤光片； 所述基座的顶面设置有红外光源和两红外探测器， 所述红外光源位于所述第 一通孔内 且位于所述第一滤光片的正下方， 两红外探测器位于第二通孔内且分别位于两第二滤光片 的正下方， 两红外 探测器相对于所述红外光源递进排布； 所述红外光源和两红外 探测器与所述ASIC芯片电连接 。 2.根据权利要求1所述的递进式双通道 红外气体传感器， 其特征在于， 所述反射腔的内 壁包括第一主反射面、 第二主反射面、 第三主反射面、 第一辅助反射面和第二辅助反射面， 所述支撑板的顶面形成为第三辅助反射面， 所述第一主反射面位于所述第一滤光片的上 方， 所述第二主反射面和所述第三主反射面分别位于两第二滤光片的上方， 所述第一辅助 反射面连接所述第一主反射面和所述第二主反射面， 所述第二辅助反射面连接所述第二主 反射面和所述第三主反射面， 所述第三辅助反射面连接所述第一主反射面和所述第三主反 射面； 所述第二主反射 面和所述第三主反射 面错位布置。 3.根据权利要求2所述的递进式双通道 红外气体传感器， 其特征在于， 所述第 一主反射 面、 所述第二主反射面和所述第三主反射面均为复合抛物面， 所述第一主反射面、 所述第二 主反射面和所述第三主反射 面之间的至少一部分光路的截面与所述基座的表面垂直。 4.根据权利要求2所述的递进式双通道 红外气体传感器， 其特征在于， 所述反射腔的内 壁和所述支撑 板的顶面均镀有金薄膜、 银及银化 合物薄膜或布拉格反射薄膜； 和/或， 所述反光 罩和所述支撑 板的材料为铝、 铜、 塑料、 树脂、 ABS材 料、 硅或玻璃； 和/或， 所述基座为PCB且由FR ‑4材料或陶瓷材料制成， 所述红外光源和两红外探测器在所述 PCB上分两端走线。 5.根据权利要求1所述的递进式双通道 红外气体传感器， 其特征在于， 所述透气孔设置 在所述反光 罩的顶部或对称分布在所述反光 罩的两侧， 所述透气孔外覆盖有防水透气膜。 6.根据权利要求1所述的递进式双通道 红外气体传感器， 其特征在于， 所述红外光源为 MEMS光源或LED光源， 所述第一滤光片为带通滤光片或M ‑I‑M超结构。 7.根据权利要求1所述的递进式双通道 红外气体传感器， 其特征在于， 所述红外探测器 为热电型探测器芯片或光电型探测器芯片， 所述第二滤光片为 窄带滤光片或M ‑I‑M超结构。 8.根据权利要求1所述的递进式双通道 红外气体传感器， 其特征在于， 远离所述红外光 源的第二滤光片设置为允许第一波段的红外光通过， 靠近所述红外光源的第二滤光片设置 为允许第二波段的红外光通过或设置为 允许第一波段的红外光通过， 所述第一波段的红外 光与待测气体吸 收光谱相同， 所述第二波段的红外光无法被待测气体吸 收。 9.根据权利要求1所述的递进式双通道红外气体传感器， 其特征在于， 所述基座或ASIC 芯片上设置有热 敏电阻。 10.根据权利要求9所述的递进式双通道红外气体传感器， 其特征在于， 所述ASIC芯片 集成有电源模块、 模拟信号处理模块和数字信号处理模块， 所述电源模块为所述红外光源、 所述热敏电阻、 所述红外 探测器、 所述模拟信号处 理模块和所述数字信号处 理模块供电。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115015152 A 2一种递进式双通道红外气体传感器 技术领域 [0001]本发明涉及气体传感器技术领域， 更具体地涉及 一种递进式双 通道红外气体传感 器。 背景技术 [0002]随着科技的进步和经济 的发展， 目前社会正逐步跨入物联网时代， 感知节点布设 越来越多， 进而传感器的需求越来越 大， 红外气体传感器以其精度高、 寿命长、 选择性好、 不 中毒等优点受到 了人们广泛的关注和研究。 [0003]红外气体传感器是一种微型光谱分析器件， 通过检测气体分子的特征光谱吸收强 弱， 实现对气体的浓度进行检测。 它与其它类别气体传感器如电化学式、 催化燃烧式、 半导 体式等相比具有应用广泛、 使用寿命长、 灵敏度高、 稳定性好、 受环境干扰因素较小、 不中 毒、 不依赖于氧气、 适合气体多、 性价比高、 维护成本低、 可在线分析等一系列优点， 其广泛 应用于石油化工、 冶金工业、 工矿开采、 大气污染检测、 农业、 医疗卫 生等领域。 [0004]现有的红外传感器多以加热丝或白炽灯作为红外光源， TO封装探测器作为敏感 元， 通过信号检测和处理实现气体成分检测， 其体积较大难以满足某些特定场合微型化气 体传感器的需求。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种递进式双通道红外气体传感器， 以解决现有的红外气 体传感器 体积过大的技术问题。 [0006]本发明提供一种递进式双通道红外气体传感器， 包括从上至下依次层叠的反光 罩、 支撑板、 基座和ASIC芯片； [0007]所述反光 罩上设置有反射腔和连通所述反射腔的若干 透气孔； [0008]所述支撑板上设置有第一通孔和第二通孔， 所述第一通孔内嵌设有第一滤光片， 所述第二 通孔内嵌设有两第二滤光片； [0009]所述基座的顶面设置有红外光源和两红外探测器， 所述红外光源位于所述第一通 孔内且位于所述第一滤光片的正下方， 两红外探测器位于第二通孔内且分别位于两第二滤 光片的正下 方， 两红外 探测器相对于所述红外光源递进排布； [0010]所述红外光源和两红外 探测器与所述ASIC芯片电连接 。 [0011]进一步地， 所述反射腔的内壁包括第一主反射面、 第二主反射面、 第三主反射面、 第一辅助反射面和第二辅助反射面， 所述支撑板的顶面形成为第三辅助反射面， 所述第一 主反射面位于所述第一滤光片的上方， 所述第二主反射面和所述第三主反射面分别位于两 第二滤光片的上方， 所述第一辅助反射面连接所述第一主反射面和所述第二主反射面， 所 述第二辅助反射面连接所述第二主反射面和所述第三主反射面， 所述第三辅助反射面连接 所述第一主反射面和所述第三主反射面； 所述第二主反射面和所述第三主反射面错位布 置。说　明　书 1/7 页 3 CN 115015152 A 3