準確監(jiān)測呼出氣體中的CO2濃度對于疾病診斷具有重要意義,隨著個人醫(yī)療健康需求的增長,CO2紅外氣體傳感器逐漸成為穿戴式呼吸監(jiān)測領域的研究熱點。然而,溫度變化會對該傳感器的性能會產生顯著影響,因此需要進行有效的溫度監(jiān)測以保證其正常運作。NTC熱敏芯片因自身能提供快速溫度反饋,加入到CO2紅外氣體傳感器中有助于提高傳感器的測量穩(wěn)定性。
CO2紅外氣體傳感器的主要工作原理是當CO2分子進入光學腔室時,會吸收特定波長的紅外輻射,并將該部分能量轉化為熱量。隨后,這種溫度變化會被位于另一端的熱電堆型紅外探測器捕捉到,并轉換成電信號輸出。通過對比無CO2存在時的基準信號與實際測得的數(shù)據(jù),即可計算出受試者在穿戴式呼吸監(jiān)測裝置內呼出CO2的具體濃度值。
在該過程中,周邊環(huán)境及內部組件產生的熱量可能會干擾CO2紅外氣體傳感器的工作狀態(tài),工程師通常會在基板上邦定焊接NTC熱敏芯片,實時監(jiān)測傳感器的溫度情況。熱敏芯片會為溫度控制單元提供實時溫度反饋,從而實現(xiàn)幫助CO2紅外氣體傳感器進行精準的溫度調節(jié),有助于減少光源對其影響,提高自身氣體測量靈敏度和準確度。另外,為確保CO2紅外氣體傳感器的光源輸出穩(wěn)定以及在不同溫度條件下都能保持穩(wěn)定的性能,利用NTC熱敏芯片進行高效的溫度補償,以消除溫度波動對測量結果的影響,這對于保持CO2紅外氣體傳感器的高精度測量起著重要作用。
由于穿戴式呼吸監(jiān)測裝置對于CO2紅外氣體傳感器的安裝位置有一定局限性,因此對于NTC熱敏芯片及內部器件的尺寸也提出嚴苛要求。廣東愛晟電子科技有限公司研發(fā)并量產的雙面異極NTC熱敏芯片,其小尺寸能適配CO2紅外氣體傳感器的安裝要求,為其它器件提供更多的裝配空間。其次,該NTC熱敏芯片的高精度能有效降低CO2紅外氣體傳感器溫度測量的偏差。此外,雙面異極NTC熱敏芯片上表面為金電極(邦定效果更好),下表面為銀電極(銀膠焊接效果更好),性價比高,實現(xiàn)CO2紅外氣體傳感器的成本效益最大化。
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