[發(fā)明專利]一種帶參考氣室的光電探測器的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811550051.6
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109781659B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 宋子毅;蘆稷臣
• 申請（專利權）人: 武漢市翎風光電科技有限公司;宋子毅
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;H01L31/0203
• 代理公司: 武漢維創(chuàng)品智專利代理事務所(特殊普通合伙) 42239
• 代理人: 余麗霞;葉麗麗

本發(fā)明涉及參考氣室、帶參考氣室的光電探測器及其制備方法和設備，帶參考氣室的光電探測器包括光電探測器本體，光電探測器本體內(nèi)設有參考氣室，參考氣室內(nèi)填充有被測氣體，且參考氣室通過焊料的加熱融化焊接方式密封；焊料包括金屬焊料、合金焊料、玻璃焊料和陶瓷焊料的至少一種；加熱融化焊接方式包括脈沖加熱方式、恒溫加熱方式、氣體加熱方式和激光加熱方式中的至少一種。本發(fā)明能對參考氣室內(nèi)的被測氣體進行檢測，對系統(tǒng)中激光器波長進行實時較準；光電探測器自帶參考氣室，提高了整體集成度，降低了成本，采用焊料加熱融化焊接方式對參考氣室進行密封，氣密性大大提高，使用壽命大大延長，適用于不同氣體的激光濃度檢測儀。

技術領域

本發(fā)明涉及氣體檢測領域，尤其涉及一種帶參考氣室的光電探測器的制備方法。

背景技術

基于TDLAS(可調(diào)諧半導體激光吸收光譜)技術的氣體含量實時在線式檢測系統(tǒng)是通過氣體對特定波長的激光吸收，測量對應氣體的含量。它是先進的高靈敏度、快速響應的新一代氣體檢測技術。該技術具有測量精度高，可達ppm(百萬分之一)量級；準確度高，可檢測混合氣體中的特定成分氣體；響應速度快，可達毫秒響應量級；使用光學方式檢測，可抗干擾和防爆特性，可用于易燃易爆氣體檢測。

若要實現(xiàn)高精度測量，必須保證激光系統(tǒng)中激光器工作的中心波長正好對準被測氣體的吸收波長，以甲烷氣體為例，某一吸收波長為1653.7nm，因此激光甲烷傳感器中的激光器波長需要保持在1653.7±0.01nm。然而激光器的驅動電流、環(huán)境溫度等因素都會引起激光器波長的漂移，環(huán)境溫度越高，激光器波長越長，反之越短。因此參考氣室孕育而生，參考氣室是在一個密封腔體內(nèi)，灌注指定濃度的被測氣體。帶參考氣室的方案就是其中一種基于可調(diào)諧半導體激光吸收光譜技術的高精度、高穩(wěn)定性、自帶較準功能的氣體檢測系統(tǒng)。在系統(tǒng)中往往將激光的光束一分為二，一束光通過測量氣室到探測器，另外一束光通過參考氣室到光電探測器，通過參考氣室來主動校準激光器在環(huán)境溫度等因素影響下的波長變化。

目前激光氣體檢測系統(tǒng)中的光電探測器和參考氣室主要存在以下幾種問題：

1、參考氣室與光電探測器多為分離結構，從外形結構上看，參考氣室所占尺寸幾乎為整體儀表的1/6,長度尺寸為100mm左右，大的體積限制了該高精度檢測方式在便攜儀等領域的應用，成本昂貴，密封性差，壽命短；

2、分離結構的常規(guī)光電探測器雖多為氣密性封裝，但都是惰性氣體封裝或者真空封裝方式，因此其內(nèi)部本身就有一個相對密封性較好的很小的密封腔；該內(nèi)腔目前的功能僅僅為防止外部水汽進入到內(nèi)部，避免水汽對激光器或者探測器芯片造成損害，因此密封腔沒有充分利用起來；

3、目前無論一體化結構還是分體結構，當前所有的參考氣室的封裝工藝，多為膠封方法或電阻焊接密封方法，膠封的參考氣室由于氣密性不好，每年漏氣率達到30％左右，往往使用壽命不到3年，漏氣率大(當前膠封產(chǎn)品工藝只能達到1天漏氣率為1/1000)，因此為保證3年內(nèi)，腔體內(nèi)至少還保留約2.0cm³的(這個數(shù)字跟光程有關)的參考氣體，就無法縮小體積，縮小體積方案的前提必須要密封腔的密封性至少達到1.0×10^-10Pa·cm³/S；而當前密封性較好的電阻焊接密封的密封腔內(nèi)只能充入惰性氣體，而無法充入易燃易爆氣體，參考氣室充入的檢測氣體類型受限。

4、成本上看，市面上參考氣室的價格大約為一個光電探測器價格的3～5倍，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種帶參考氣室的光電探測器的制備方法。

本發(fā)明解決上述問題的技術方案如下：

一種帶參考氣室的光電探測器的制備方法，應用于帶參考氣室的光電探測器，所述帶參考氣室的光電探測器包括光電探測器本體，所述光電探測器本體內(nèi)設有參考氣室，所述參考氣室內(nèi)填充有被測氣體，方法包括以下步驟：