激光甲烷探测器制造技术

本发明专利技术公开激光甲烷探测器，热沉直接封装在管座上，热沉设有给芯片加热的薄膜加热电阻；采用上述方案后，本发明专利技术不使用昂贵的TEC材料，成本大大降低，在热沉上设计薄膜电阻给芯片加热，在热沉上制作薄膜电阻成本低廉，工艺成熟、可靠性高。可靠性高。可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
激光甲烷探测器


[0001]本专利技术涉及光学探测设置，尤其涉及一种气体探测器。

技术介绍

[0002]激光甲烷检测的工作原理是采用DFB激光光谱吸收检测方法(TDLAS)，如图1所示，采用DFB激光器作为光源，用一个正弦波调制信号叠加一个三角波信号的电流来驱动DFB激光器；利用DFB激光吸收光谱和谐波检测工作原理，被测环境中的甲烷气体以扩散方式进入传感器探头吸收气室，激光器以固定频率发射激光，激光透过气室达到光电二极管，将光信号转换为电信号，再经过滤波放大以及温度等参数补偿计算出气室中甲烷气体的浓度，并将结果显示出来，同时发送到与之相连的井下监控分站，实现甲烷检测、监控，就地数字显示和声音报警。
[0003]激光器工作的过程中难免会产生热量，导致激光器的温度升高。而不合适的工作温度将直接影响激光器的工作状态，使输出功率不稳定。同时，温度的变化还会导致激光器的中心波长发生漂移。为了保证激光输出功率以及中心波长的稳定性，需要对激光器进行高精度的温度控制。如图2所示，现有甲烷探测激光器主要结构包括:管座1`、LD芯片2`、棱镜3`、NTC热敏电阻4`、热沉5`、TEC制冷器6`，利用TEC制冷器和NTC热敏电阻进行控温，但是TEC制冷器材料贵，占整个激光器成本的1/3以上，导致器件成本较高不利于市场大规模推广应用、特别是室内环境应用；同时由于在管座上需要先设TEC制冷器再设置热沉，所以产品封装工艺难度增大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种成本低廉，工艺成熟的激光甲烷探测器。
[0005]为达成上述目的，本专利技术激光甲烷探测器，包括管座、LD芯片、棱镜、NTC热敏电阻和热沉，LD芯片、棱镜、NTC热敏电阻设在热沉上，其中，热沉直接封装在管座上，热沉设有给芯片加热的薄膜加热电阻。
[0006]采用上述方案后，本专利技术不使用昂贵的TEC材料，成本大大降低，在热沉上设计薄膜电阻用于给芯片加热，来满足产品的应用目的，在热沉上制作薄膜电阻成本低廉，工艺成熟、可靠性高。
附图说明
[0007]图1为现有激光控测器工作原理图；
[0008]图2为现有激光控测器结构示意图；
[0009]图3为本专利技术结构示意图。
[0010]标号说明：
[0011]1、管座；2、LD芯片；3、棱镜；4、NTC热敏电阻；5、薄膜加热电阻；6、热沉。
具体实施方式
[0012]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0013]请参阅图3，本专利技术激光甲烷探测器，热沉6直接封装在管座1上，在热沉6上封装LD芯片2、棱镜3、NTC热敏电阻4和薄膜加热电阻5，薄膜加热电阻5可用来给LD芯片2加热。本专利技术主要应用于环境小于55℃的场景(比如：酒店、家用等)甲烷气体探测，LD芯片温度系数一般在0.1nm/℃，利用这个物理特性设计应用在使用环境小于55℃的场景(比如：饭店、酒店、家用等)甲烷气体探测，通过薄膜加热电阻5给电阻加电压产生热量给LD芯片加热，温度的监控采用NTC热敏电阻来反馈(NTC热敏电阻通过测量其电阻值来确定相应的温度，从而达到检测和控制温度的目的)，进行控制薄膜加热电阻加热的电压大小和时间，使LD芯片温度精确保持在目标温度60℃，从而LD芯片发出的波长控制在相对应的甲烷气体吸收峰处。
[0014]本专利技术虽与现有技术相比，只有一个部件的区别，但本专利技术热沉上设计薄膜加热电阻给芯片加热，来满足产品的应用目的，工艺比较成熟，成本较低；现有技术中较大体积的TEC制冷器只能设在热沉与管座之间，无法直接作用于LD芯片，其与本专利技术工作原理是完用不同的。
[0015]以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理包括在本专利技术的专利保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.激光甲烷探测器，包括管座、LD芯片、棱镜、NTC热敏电阻和热沉，LD芯片、棱镜、NTC热敏电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈银招，邱名武，高崇，
申请(专利权)人：厦门三优光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：