T/HIS013-2022 ICS17.040.30 C39 T/HIS013-2022 热释电红外气体传感器 InfraredPyroelectricGasSensor 2022-05-16发布 2022-06-15实施 全国团体标准信息平台 T/HIS013-2022 I前  言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文 件的结构和起草规则》的规定起草。 本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别 这些专利的责任。 本文件由河南省仪器仪表学会团体标准委员会提出并归口。 本标准起草单位：汉威科技集团股份有限公司、郑州炜盛电子科 技有限公司、河南汉威智慧安全科技有限公司、河南中敏传感器技术 研究院有限公司、河南省科学院化学研究所有限公司、有研工程技术 研究院有限公司、山东大学、中国科学院上海微系统与信息技术研究 所、郑州畅威物联网科技有限公司、四川优可得医疗器械有限公司、 上海钧正网络科技有限公司、深圳科比微半导体有限公司 本标准主要起草人：金贵新、任红军、陈瑨、张小水、古瑞琴、 武传伟、郭海周、田勇、高胜国、杨志博、强克迪、郭琦、陈伟、渠 娜娜、明安杰、赵永敏、陶继方、李铁、王翊、闵行政、陈彬、罗金 龙、葛彦磊、谢伟峰 全国团体标准信息平台 T/HIS013-2022 1热释电红外气体传感器 1范围 本文件给出了热释电红外气体传感器（以下简称热释电气体传感器）术语和定义、要求、 试验方法、检验规则、包装、标志、运输及贮存。 本文件适用于热释电红外气体传感器。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适 用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T191-2008包装储运图示标志 GB/T13584-2011红外探测器参数测试方法 GB/T13965-2010仪表元器件术语 GB/T15430-2011红外探测器环境试验方法 GB/T2423.1-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A：低温 GB/T2423.2-2008电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温 GB/T2423.3-2016电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验 GB/T2423.7-2018环境试验第2部分：试验方法试验Ec：粗率操作造成的冲击 GB/T2423.10-2019环境试验第2部分：试验方法试验Fc：（振动）正弦 GB/T2423.22-2012环境试验第2部分：试验方法试验N：温度变化 GB/T2828.1-2012计算抽样检验程序第1部分：按接受质量限（AQL）检索的逐批检验 抽样计划 GB/T2829-2002周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验） GB/T7665-2005传感器通用术语 JB/T11624-2013热释电红外传感器 全国团体标准信息平台 T/HIS013-2022 23术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 热释电效应pyroelectriceffect 当具有自发极化的晶体受热时，在晶体两端将会产生数量相等而符号相反的电荷的现象。 3.2 热释电敏感元pyroelectricsensitiveelement 具有热释电效应，能够吸收红外辐射并输出电信号的集成式芯片单元，包含红外吸收层、 热释电材料和上下导电电极等部分。 3.3 热释电红外传感器pyroelectricinfraredsensor 通过热释电效应吸收外界红外光辐射并将其转换成可用输出信号的传感器。 3.4 热释电红外气体传感器pyroelectricinfraredgassensor 基于气体吸收红外辐射的理论方法，采用热释电原理，能够探测气体种类和浓度的传感 器。 3.5 电压模式voltagemode 采用结型场效应管JFET，将热释电电流通过内部RC回路转换成电压信号输出的一种方 式。 3.6 电流模式currentmode 采用运算放大器OPAMP，将热释电电流永久中和，并在其RC反馈回路上形成电压差信 号输出的一种方式。 3.7 温度补偿thermalcompensation 全国团体标准信息平台 T/HIS013-2022 3当外部环境温度发生变化时，温度补偿芯片上会产生与探测芯片和参比芯片大小相等， 极性相反的电荷，使得该干扰信号受到中和。 3.8 电时间常数electromechanicaltimeconstant 传感器通电后，输出电压信号达到稳定状态所需要的时间。 3.9 热时间常数/响应时间thermaltimeconstant/responsetime 当有红外辐射信号时，传感器输出信号上升到最大值63.0%所需要的时间。 3.10 电压响应率voltageresponsivity 传感器的输出电压信号与输入的红外辐射能量的比值。 3.11 噪声noise 传感器在无红外辐射的条件下，经过测试电路放大后输出的信号值。 3.12 探测率/归一化探测率detectivity/normalizeddetectivity 单位辐射功率作用在传感器敏感元芯片单位面积上，在放大电路单位带宽条件下所获得 的信噪比。探测率又称归一化探测率。 3.13 通道Channel 传感器所包含的探测和参比敏感元芯片的数量。 4要求 4.1正常工作环境条件 温度：-45℃～85℃； 相对湿度：≤85%； 大气压力：86kPa～106kPa。 全国团体标准信息平台 T/HIS013-2022 44.2外观 传感器表面应清洁、无划痕和锈蚀，焊缝光滑、无发黑现象，引脚无折弯变形，标识位 正确。 滤光片表面无划痕，漏光，溢胶，膜层脱落。 4.3尺寸 热释电气体传感器的外形尺寸、引脚分布及引脚定义应符合产品图样的要求，且应符合 公差要求。 4.4传感器的封装 传感器在氮气环境下封装，密封良好，泄漏率小于5×10-8Pam/s； 根据产品设计，传感器可以采用TO封装，SMD封装及QFN等封装方式； 传感器通道数量可以是单通道，双通道及多通道； 引脚定义，对应视场角均需特别注明，且与产品图样一致； 传感器光学窗口中心和热释电探测、参比敏感元芯片中心的连线与管座垂直。 4.5信号输出类型 模拟信号输出：传感器内部不做任何信号处理，直接输出原始电压信号； 数字信号输出：传感器内部集成数字处理芯片，通过IIC进行信号传输。 4.6技术参数 热释电气体传感器的技术性能参数应符合表1的规定，其探测气体的种类和相对应滤光片 中心波长的选择可参照附录A。 表1传感器技术性能参数表 分类电压响应率 （Rbb） （v/w）噪声 （Vn） （Hz-1/2）比探测率 (D*) （cm·Hz-1/2W-1）热时间常数 （τT） （ms）电时间常数 （τe） 电压型 ＞250 ＜250nv ＞2.0*108＜200 ＜15s 电流型 ＞60K ＜70uv ＞2.0*108＜200 ＜25ms 4.7高低温贮存 高低温不通电贮存实验后，传感器恢复到5.1.1规定的条件下保持2h，测试热释电气体传 感器的性能参数应符合4.6的要求，检测热释电气体传感器外观，结果应符合4.2的要求。 全国团体标准信息平台 T/HIS013-2022 54.8温度变化 传感器经高低温循环变化试验后，传感器恢复到5.1.1规定的条件下保持2h，测试热释电 气体传感器的性能参数应符合4.6的要求，检测热释电气体传感器外观，结果应符合4.2的要求。 4.9恒定湿热 传感器经恒定湿热试验后，传感器恢复到5.1.1规定的条件下保持2h，测试热释电气体传 感器的性能参数应符合4.6的要求，检测热释电气体传感器外观，结果应符合4.2的要求。 4.10振动 传感器经振动试验后，传感器恢复到5.1.1规定的条件下保持2h，测试热释电气体传感器 的性能参数应符合4.6的要求，检测热释电气体传感器外观，结果应符合4.2的要求。 4.11跌落 传感器经跌落试验后，传感器恢复到5.1.1规定的条件下保持2h，测试热释电气体传感器 的性能参数应符合4.6的要求，检测热释电气体传感器外观，结果应符合4.2的要求。 5试验方法 5.1试验条件 5.1.1环境条件 除环境试验或有关标准中另有特殊要求，应在下列条件中进行： ——温度：25℃±10℃； ——相对湿度：50％±20％； ——大气压力：86kPa～106kPa； ——传感器应在隔离太阳光的暗室内进行。 5.1.2测试系统要求 按GB/T13584-2011，自制热释电气体传感器测试系统。如图1中所示，测试系统由黑体红 外辐射源、机械斩波器、锁相放大器及示波器等组成。该系统的原理是：热释电气体传感器 接收到黑体辐射源发射的经过斩波的红外线，产生相应的电信号，电信号经过收集放大并在 示波器上显示。测试仪表应符合GB/T13584-2011中6.1.3的规定。 全国团体标准信息平台 T/HIS013-2022 6 图1热释电气体传感器测试系统示意图 5.2外观 传感器采用目检方法进行检查。结果应符合4.2的要求。 5.3尺寸 传感器的外形尺寸用游标卡尺、千分尺或其它标准量具仪器检测，结果应符合4.3的规定。 5.4电压响应率 按GB/T13584-2011中6.1.4的规定进行试验，按照6.1.5.3计算在黑体辐射下的电压响应率。 5.5噪声 按GB/T13584-2011，6.2中方法1020的规定进行试验和计算。 5.6探测率/归一化探测率 按GB/T13584-2011，6.4中方法1040的规定进行试验，