环境温度测量传感器制造技术

本公开内容涉及传感器封装体，所述传感器封装体在其中设置有参考热电堆传感器、以及参考温度传感器，以用于确定环境温度。在一个或多个实施方式中，所述传感器封装体包括：具有基板表面的基板；设置在所述基板表面之上的参考热电堆传感器；设置在所述基板表面之上的参考温度传感器；以及设置在热电堆传感器和参考热电堆传感器之上的盖体组件。所述盖体组件包括具有使出现在有限的波长波谱中的电磁辐射通过的透明部分的结构。所述参考热电堆传感器产生参考热电堆传感器信号，所述参考热电堆传感器信号代表所述基板表面的温度与盖体组件表面的温度之差。外部环境温度可以基于所述参考热电堆传感器信号而确定。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
热电堆传感器将热能转换成电能。这些传感器可以利用若干热电偶来产生与局部的温度差(例如，温度梯度)成比例的输出电压。这些热电偶传感器可用于医疗行业中来测量体温，用于热流传感器中，和/或燃气燃烧器的安全控制。
技术实现思路
本公开内容涉及传感器封装体，所述传感器封装体具有设置于其中的热电堆传感器、参考热电堆传感器、以及参考温度传感器，以用于确定环境温度。在一个或多个实施方式中，传感器封装体包括：具有基板表面的基板；设置在基板表面之上的热电堆传感器；设置在基板表面之上的参考热电堆传感器；设置在基板表面之上的参考温度传感器；以及设置在热电堆传感器和参考热电堆传感器之上的盖体组件。盖体组件包括具有使出现在有限的波长光谱中的电磁辐射(例如，红外辐射[IR])通过的透明部分的结构。参考热电堆传感器产生参考热电堆传感器信号，参考热电堆传感器信号代表与基板表面相关联的温度和与盖体组件表面相关联的温度之间的温度差。外部环境温度可以基于参考热电堆传感器信号而确定。提供本
技术实现思路
从而以简化的形式提出以下将在具体实施方式中进一步描述的选择的概念。本
技术实现思路
并不是要确认所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不是要作为对确定所要求保护的主题的范围的辅助。附图说明参照附图描述了详细说明。在说明书和附图中的不同实例中使用相同的附图标记可以指示类似的或相同的部件。图1是例示了包括设置在其中的热电堆传感器、参考热电堆传感器、以及参考温度传感器的部分横截面侧视图。图2是例示了包括热电堆传感器、参考热电堆传感器、参考温度传感器、以及加热元件的传感器封装体的另一个实施方式的部分横截面侧视图。图3是例示了图1中示出的传感器封装体的部分横截面侧视图，其中，热电堆传感器、参考热电堆传感器、以及参考温度传感器通信地耦合到温度传感器。图4例示了图1中示出的传感器封装体的热等效模型。图5是例示了图1中示出的传感器封装体的部分横截面侧视图，其中，热电堆传感器、参考热电堆传感器、两个加热元件、以及参考温度传感器通信地耦合到温度传感器。图6是例示了用于确定邻近传感器封装体的周围环境温度的示例方法的流程图。具体实施方式概述热电堆传感器用于多种应用中。例如，热电堆是可用于进行非接触式温度测量的红外辐射(IR)检测仪(例如，电磁辐射)。热电堆可以包括耦合在一起的若干热电偶。热电堆用于作为温度测量设备(例如，用于测量体温的红外测温仪)的部分来响应于温度而提供输出。在某些应用中，环境温度(例如外部环境温度)可用于校准的目的。因此，本公开内容针对具有设置在其中的热电堆传感器、参考热电堆传感器、以及参考温度传感器来确定环境温度的传感器封装体。例如，环境温度可以被定义为传感器封装体100外部(例如，围绕传感器封装体100的环境)的空气的温度。在一个或多个实施方式中，传感器封装体包括具有基板表面的基板、设置在基板表面上方的热电堆传感器、设置在基板表面上方的参考热电堆传感器、设置在基板表面上方的参考温度传感器、以及设置在热电堆传感器和参考热电堆传感器上方的盖式组件。盖式组件包括使得在有限光谱的波长中出现的电磁辐射(例如，红外辐射[IR])通过的透明结构以及设置在盖式组件上方的红外辐射阻断器。电磁阻断器限定了热电堆传感器上方的孔口，从而电磁阻断器的至少一部分位于参考热电堆传感器上方。参考热电堆传感器产生参考热电堆传感器信号，该参考热电堆传感器信号表示与基板表面相关联的温度以及与盖式组件的表面相关联的温度之间的温度差。可以基于参考热电堆传感器信号来确定外部环境温度。示例性实施方式图1例示了根据本公开内容的示例的实施方式的示例的传感器封装体100。如示出的，传感器封装体100包括热电堆传感器102，热电堆传感器102感测热电堆传感器102与物体之间的电磁辐射传输。热电堆传感器102感测电磁辐射传输的变化并将该电磁辐射变化转变成相应的电信号(例如，将热能转换成相应的电能)。例如，热电堆传感器102将电磁辐射变化转变成相应的电压信号。在实施方式中，热电堆传感器102对具有第一有限光谱的波长(例如，第一波长与第二波长之间的波长)的电磁辐射进行检测。例如，热电堆传感器102被配置为对在红外光谱内出现的电磁辐射进行检测。在某些实施方式中，热电堆传感器102包括用于提高电磁辐射吸收效率的吸收体。例如，辐射具有波长范围以及取决于物体温度的累积强度。如示出的，热电堆传感器102被设置在基板106上方。邻近基板106采用第一壁式结构108和第二壁式结构110，以至少部分地包封热电堆传感器102。基板106和壁式结构108、110包括至少大体上阻止辐射传输的材料。例如，基板106和壁式结构108、110可以包括金属材料、金属合金、以及陶瓷材料，例如玻璃、SiO2、AlN、和/或Al2O3。如图1中示出的，传感器封装体110包括参考温度传感器112和参考热电堆传感器113。参考温度传感器112可以设置在基板106上方并邻近热电堆传感器102和参考热电堆传感器113。如示出的，示例的传感器封装体100还包括参考热电堆传感器113。如本文中所讨论的，热电堆传感器102对与传感器封装体100内的部件和感兴趣的物体相关联的电磁(例如，红外)辐射交换进行检测。参考热电堆传感器113被配置为对与传感器110内的部件相关联的电磁(例如，红外)辐射进行检测。在实施方式中，如本文中所讨论的，从来自参考热电堆传感器113的信号中减去表示来自热电堆传感器102的信号的信号。减法可以发生在数字域或模拟域中。在实施方式中，参考温度传感器112检测与热电堆传感器102和参考热电堆传感器113的温度参考有关的信号。如在图1中示出的，传感器封装体100包括设置在热电堆传感器102和物体上方的结构114。在实施方式中，结构114的部分对感兴趣的电磁辐射来说是透明的，并且结构114的其它部分可以作为电磁阻断器。在某些实例中，热电堆传感器102和参考热电堆传感器113可以在同一集成电路管芯上集成在一起。在另一个实例中，热电堆传感器102和参考热电堆传感器113可以是单独的传感器(例如，被制造为独立的管芯)。此外，在某些实施方式中，参考温度传感器112也可以被并入在具有热电堆传感器102和参考热电堆传感器113的独立管芯上或者与该独立管芯集成。参考温度传感器112可以包括电阻性温度检测器(RTD)、基于互补型金属-氧化物半导体的温度传感器、热敏电阻、等等。基板106、壁式结构108、壁式结构110、以及结构114一起至少部分地包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器封装体，包括：具有基板表面的基板；设置在所述基板表面之上的热电堆传感器；设置在所述基板表面之上的参考热电堆传感器；设置在所述基板表面之上的参考温度传感器；以及具有盖体组件表面的盖体组件，所述盖体组件设置在所述热电堆传感器、所述参考热电堆传感器、和所述参考温度传感器之上，所述盖体组件包括使出现在有限的波长光谱中的电磁辐射通过的透明部分，其中，所述参考热电堆传感器被配置为产生参考热电堆传感器信号，所述参考热电堆传感器信号代表与所述基板表面相关联的温度和与所述盖体组件表面相关联的温度之间的温度差，其中，基于所述参考热电堆传感器信号来确定外部环境温度。

【技术特征摘要】
2014.12.17 US 62/092,901;2015.12.16 US 14/970,6561.一种传感器封装体，包括：
具有基板表面的基板；
设置在所述基板表面之上的热电堆传感器；
设置在所述基板表面之上的参考热电堆传感器；
设置在所述基板表面之上的参考温度传感器；以及
具有盖体组件表面的盖体组件，所述盖体组件设置在所述热电堆传感器、所述参考热
电堆传感器、和所述参考温度传感器之上，所述盖体组件包括使出现在有限的波长光谱中
的电磁辐射通过的透明部分，
其中，所述参考热电堆传感器被配置为产生参考热电堆传感器信号，所述参考热电堆
传感器信号代表与所述基板表面相关联的温度和与所述盖体组件表面相关联的温度之间
的温度差，其中，基于所述参考热电堆传感器信号来确定外部环境温度。
2.根据权利要求1所述的传感器封装体，还包括：
设置在所述基板表面之上的第一加热元件，所述第一加热元件用于对所述基板表面进
行加热；以及
设置在所述盖体组件表面之上的第二加热元件，所述第二加热元件用于对所述盖体组
件表面进行加热。
3.根据权利要求1所述的传感器封装体，所述盖体组件还包括电磁阻断器，其中，所述
电磁阻断器的至少一部分被放置在所述参考热电堆传感器之上，所述电磁阻断器被配置为
至少大体上阻断出现在有限的波长光谱中的所述电磁辐射。
4.根据权利要求3所述的传感器封装体，其中，所述电磁阻断器包括金属材料。
5.根据权利要求1所述的传感器封装体，还包括邻近于所述基板设置的第一壁结构和
第二壁结构。
6.根据权利要求1所述的传感器封装体，还包括设置在孔口与所述参考热电堆传感器
之间的堤状体结构，以至少大体上防止出现在有限的波长光谱中的所述电磁辐射穿过所述
孔口到所述参考热电堆传感器的传输。
7.根据权利要求1所述的传感器封装体，其中，所述热电堆传感器和所述参考热电堆传
感器被集成在相同的集成电路管芯内。
8.根据权利要求6所述的传感器封装体，其中，所述参考温度传感器被集成在所述集成
电路管芯内。
9.一种系统，包括：
传感器封装体，所述传感器封装体包括：
具有基板表面的基板；
设置在所述基板表面之上的热电堆传感器，所述热电堆传感器被配置为基于检测到的
电磁辐射来产生第一电信号；
设置在所述基板表面之上的参考热电堆传感器，所述参考热电堆传感器被配置为基于
检测到的电磁辐射来产生第二电信号；
设置在所述基板表面之上的参考温度传感器，所述参考温度传感器被配置为产生代表
与所述热电堆传感器和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·伊马迪，A·萨哈斯拉布德，CW·裴，P·帕尔瓦兰德，
申请(专利权)人：马克西姆综合产品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US