[發明專利]一種基于MEMS的集成式紅外氣體傳感器

有效

• 申請號: 201910523909.8
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN110132877B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 陶繼方
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N21/3504
• 分類號: G01N21/3504;G01N21/01
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 趙龍群

1.一種基于MEMS的集成式紅外氣體傳感器，其特征在于，包括PCB、未封裝的MEMS紅外光源、未封裝的紅外探測器、氣室、濾光片和金屬外殼；

所述金屬外殼固定在所述PCB上，所述金屬外殼與PCB形成安裝室，所述未封裝的MEMS紅外光源、未封裝的紅外探測器、濾光片和氣室設置在所述安裝室中；

所述氣室由氣室殼體圍設而成，所述氣室殼體固定在所述PCB上，且所述氣室殼體的底部開設有通氣孔；所述PCB上開設有通孔，所述通氣孔與所述通孔相連通；

所述未封裝的MEMS紅外光源和所述未封裝的紅外探測器固定在所述PCB的兩端，并且分別位于所述氣室殼體的兩側底端；所述未封裝的MEMS紅外光源與氣室殼體的進光孔相連通，所述未封裝的紅外探測器與氣室殼體的出光孔相連通；未封裝的MEMS紅外光源用于發射紅外光；氣室為紅外光提供傳輸通道，提供氣體與紅外光反應的空間，氣體進出氣室并吸收紅外光；濾光片用于把目標氣體的特征吸收波長過濾出來；未封裝的紅外探測器用于探測目標氣體吸收后的紅外光；

所述PCB的一端開設有凹槽，所述未封裝的紅外探測器嵌入在所述凹槽中，所述濾光片設置在所述未封裝的紅外探測器上；

或者所述濾光片集成在未封裝的紅外探測器的芯片上，并且所述未封裝的紅外探測器與所述出光孔相連通；

或者所述濾光片集成在所述未封裝的MEMS紅外光源中，并且所述未封裝的MEMS紅外光源與所述進光孔相連通；

或者所述氣室殼體的底部與頂部之間設置有所述濾光片，所述濾光片將整個氣室分割成兩個獨立的腔體；

金屬焊盤設置在所述紅外氣體傳感器的底部。

2.根據權利要求1所述的一種基于MEMS的集成式紅外氣體傳感器，其特征在于，所述濾光片為超材料紅外光吸收層。

3.根據權利要求2所述的一種基于MEMS的集成式紅外氣體傳感器， 其特征在于，所述超材料紅外光吸收層的材料為金或銅。

4.根據權利要求2所述的一種基于MEMS的集成式紅外氣體傳感器， 其特征在于，所述超材料紅外光吸收層上設置有若干個十字形超材料結構單元。

5.根據權利要求1、3、4任一所述的一種基于MEMS的集成式紅外氣體傳感器，其特征在于，所述氣室殼體的內壁左、右兩側面上均設置有反射面，所述氣室殼體的上、下面均設置有反光膜層。

6.根據權利要求5所述的一種基于MEMS的集成式紅外氣體傳感器， 其特征在于，所述反光膜層為金薄膜、鋁薄膜、布拉格反射膜中的一種。