葉形開口輻射傳感器的制造方法
【專利摘要】輻射傳感器包括改進(jìn)的開口，比如葉形開口，用于改善傳感器對(duì)在其視場(chǎng)內(nèi)的熱源的響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)平均輻射溫度測(cè)量。
【專利說明】葉形開口輻射傳感器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年3月13日提交的題為L(zhǎng)OBED RADIANT SENSOR的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)，序列號(hào)61/779，077 (分配的代理人案號(hào)BCS-022083US PRO)的優(yōu)先權(quán)。上述臨時(shí)申請(qǐng)?jiān)诖苏w引為參考。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及輻射傳感器，更具體地，涉及在汽車座艙中使用的具有改進(jìn)的開口的福射傳感器(radiant sensor)。

【背景技術(shù)】
[0004]機(jī)動(dòng)車中使用的暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)目前通常包括車輛內(nèi)的溫度的電子閉環(huán)控制。在一些系統(tǒng)中，溫度控制被擴(kuò)充以濕度控制，以及駕駛室內(nèi)外的相對(duì)條件和熱負(fù)荷的更復(fù)雜評(píng)估。在這種系統(tǒng)中，代替更傳統(tǒng)的“溫度水平”控制，可以提供統(tǒng)一的“舒適水平”控制。車輛的乘客僅僅把“舒適水平”控制調(diào)整到期望的設(shè)定，系統(tǒng)不斷調(diào)整溫度和其它環(huán)境因素，以實(shí)現(xiàn)和維持該期望的舒適水平。
[0005]電子閉環(huán)控制包括監(jiān)測(cè)車輛內(nèi)的條件的傳感器，來自傳感器的傳感器讀數(shù)被反饋到控制過程中，在所述控制過程中，根據(jù)傳感器測(cè)量結(jié)果計(jì)算“舒適水平”。在這種系統(tǒng)中，包括至少一個(gè)溫度傳感器。
[0006]溫度傳感器是通常適合于此用途的市售溫度傳感器，例如包括Melexis MLX90615紅外溫度傳感器。Melexis傳感器包括集成在相同的T0-46管殼封裝中的紅外(IR)敏感熱電堆檢測(cè)器芯片和信號(hào)調(diào)節(jié)芯片。T0-46管殼(can)具有低矮的圓柱形形狀，所述圓柱形形狀具有平直頂部和底部。信號(hào)引線從底部伸出。在頂部形成中央的圓形開口，以把熱電堆傳感器元件暴露于從在所述開口限定的視場(chǎng)內(nèi)的物體發(fā)出的紅外輻射之下。在開口和熱電堆傳感器元件之間包括濾光器，以阻擋可見光譜內(nèi)的光，從而使傳感器對(duì)可見光不敏感。在傳感器的輸出端提供的溫度讀數(shù)是反映在傳感器的整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)獲得的紅外輻射的組合或積累量的單個(gè)隨時(shí)間變化的值。
[0007]最好使傳感器位于這樣的位置并指向這樣的方向，以致傳感器提供的溫度讀數(shù)精確地反映車輛的乘客感受的平均溫度。一個(gè)位置可以是頂置控制臺(tái)，盡管不是頂篷，所述頂置控制臺(tái)可俯視車輛駕駛室內(nèi)部的寬視野。不幸的是，置頂控制臺(tái)位置不方便地遠(yuǎn)離集成在車輛的儀表板中的HVAC控制模塊。于是，把溫度傳感器安裝在頂置控制臺(tái)會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)安裝位置，從而需要在它們之間布線。
[0008]熱傳感器可被并且已被集成到HVAC控制模塊中。在這種安裝中，傳感器通過覆蓋該模塊的正面的儀表前蓋(bezel)中的孔洞面向外。然而，該位置提供的視場(chǎng)不理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種具有把傳感器的靈敏性分布在汽車座艙內(nèi)的數(shù)目更多的表面間的葉形視場(chǎng)的輻射傳感器。
[0010]按照本發(fā)明的例證實(shí)施例，提供一種輻射傳感器，所述輻射傳感器包括限制傳感器視場(chǎng)，以實(shí)現(xiàn)平均的輻射溫度測(cè)量的葉形開口(lobed aperture)0所述輻射傳感器具有開口，并且提供表示所述輻射傳感器通過所述開口檢測(cè)到的輻射能的量的輸出信號(hào)。所述傳感器具有限制傳感器視場(chǎng)，從而衰減對(duì)在傳感器視場(chǎng)的中央部分內(nèi)的熱源的傳感器響應(yīng)的葉形開口。
[0011]按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，描述一種為具有座艙的車輛提供輻射傳感器的過程。所述過程包括在座艙內(nèi)選擇安裝輻射傳感器的位置的步驟。表征當(dāng)被安裝在所選位置時(shí)，輻射傳感器將看到的視場(chǎng)。識(shí)別視場(chǎng)的將不成比例地影響輻射傳感器提供的傳感器讀數(shù)的區(qū)域。隨后修改傳感器對(duì)從識(shí)別的區(qū)域發(fā)出的紅外能量的響應(yīng)，以致所述輻射傳感器提供的傳感器讀數(shù)更接近地反映所述座艙內(nèi)的輻射能。傳感器被安裝在車輛中的所選位置以及安裝成相對(duì)于視場(chǎng)使得修改的傳感器的響應(yīng)與識(shí)別的區(qū)域相一致的取向。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]當(dāng)參考附圖閱讀以下說明時(shí)，對(duì)本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，附圖中:
[0013]圖1是用于感測(cè)車輛座艙內(nèi)的溫度的現(xiàn)有熱傳感器的剖視圖；
[0014]圖2是是可用在圖1中圖解所示的應(yīng)用中的市售熱傳感器的透視圖；
[0015]圖3圖解說明當(dāng)安裝在車輛的中央儀表板中時(shí)，圖1的傳感器的視場(chǎng)；
[0016]圖4是按照本發(fā)明的一個(gè)例證實(shí)施例的熱傳感器的透視圖；
[0017]圖5是圖4的傳感器的響應(yīng)地圖，表示傳感器對(duì)位于傳感器的半球視場(chǎng)內(nèi)的IR(熱)源的葉形響應(yīng)；
[0018]圖6表示上面加有從圖5的響應(yīng)地圖得到的標(biāo)線的圖3的視場(chǎng)；
[0019]圖7圖解說明當(dāng)安裝在車輛的頂篷中或附近時(shí)，圖1的傳感器的視場(chǎng)；
[0020]圖8是按照本發(fā)明的另一個(gè)例證實(shí)施例的可安裝在車輛的頂篷中或附近的傳感器的頂視圖；和
[0021]圖9表示圖2的傳感器和圖8的傳感器對(duì)布置在傳感器的視場(chǎng)的水平分層內(nèi)的熱源的響應(yīng)曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0022]車輛氣候控制系統(tǒng)可以利用輻射傳感器測(cè)量車輛座艙內(nèi)的溫度。圖1和2表示可用于此用途的例證輻射傳感器10。傳感器可以是Melexis MLX90615IR溫度傳感器。傳感器通常為圓柱形。在傳感器的頂部的圓形開口 12把傳感器的熱電堆傳感器元件暴露在通過開口的IR能量之下，在傳感器的底部的4個(gè)連接銷14提供安裝傳感器，同時(shí)使傳感器與其它車輛電子設(shè)備電連接的裝置。
[0023]傳感器10借助其連接銷14被安裝在位于未單獨(dú)表示的HVAC控制頭內(nèi)的印刷電路板16上。連接銷14被釬焊到印刷電路板上的電路跡線，從而連接到HVAC控制頭內(nèi)的微控制器和其它電子設(shè)備。未單獨(dú)編號(hào)的濾光器包含在傳感器內(nèi)，以阻擋可見光譜光，從而傳感器輸出只反映入射福射的IR分量。濾光器被直接布置在傳感器開口 12之后，并在熱電堆傳感器元件之上。包含傳感器的主要換能器的熱電堆傳感器元件位于濾光器之后，從而使熱電堆傳感器元件與濾光器隔開較短的距離，并與開口隔開稍微更大的距離。熱電堆傳感器元件的IR敏感表面的橫向空間范圍比傳感器開口的直徑小不少，在Melexis傳感器的情況下，具有菱形形狀。
[0024]輻射傳感器10的開口 12面對(duì)覆蓋HVAC控制頭的正面的儀表前蓋18。在熱電堆傳感器元件的IR敏感表面的中心，輻射傳感器10的光軸20在熱電堆傳感器元件的IR敏感表面的平面的法向。光軸20通過傳感器開口 12的中心，還與儀表前蓋18的開口 22對(duì)齊。輻射傳感器測(cè)量它通過儀表前蓋開口 22 “看到的”物體的輻射溫度(“RT”)。儀表前蓋開口 22大于傳感器開口 12，從而儀表前蓋不限制傳感器開口 12的視場(chǎng)。
[0025]輻射傳感器10對(duì)它在其整個(gè)暴露的敏感表面內(nèi)接收的紅外能量作出響應(yīng)，并在其輸出端提供表示在整個(gè)暴露敏感表面內(nèi)的傳感器的組合響應(yīng)的單個(gè)隨時(shí)間變化的值。換句話說，傳感器10計(jì)算傳感器在它通過儀表前蓋開口 22看到的整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)接收的IR能量的平均值，并提供反映能量的平均值的輸出。理想地，該值應(yīng)是從車輛內(nèi)的大多數(shù)或者所有表面發(fā)出的對(duì)乘客的溫度感覺作出貢獻(xiàn)的紅外能量的平均值的精確度量。然而，對(duì)常規(guī)傳感器來說，安裝在中央儀表板區(qū)域中的傳感器的輸出不會(huì)緊密地跟蹤該理想值。盡管傳感器本身對(duì)視場(chǎng)中的各個(gè)物體的響應(yīng)特性是繞光軸成比例并且圓形對(duì)稱的，不過，透過儀表前蓋開口看到的視場(chǎng)中的物體的實(shí)際排列既不成比例也不對(duì)稱。
[0026]當(dāng)被安裝在HVAC控制頭的中央儀表板位置中時(shí)，輻射傳感器10的當(dāng)它透過儀表前蓋開口 22看到的視場(chǎng)包含或多或少沿著車輛的中心線，貫穿車輛駕駛艙的向后視野。圖3中表示了所述視場(chǎng)的模型。在圖3中，用相應(yīng)的內(nèi)側(cè)手臂34和36以及內(nèi)側(cè)腿部38和40，表示了駕駛員30和乘客32。另外可見的是車輛的中央控制臺(tái)42，變速器換檔裝置(PRNDL操縱桿)44從中央控制臺(tái)42伸出。分別在46和48表示了駕駛員側(cè)車門和乘客側(cè)車門。頂篷50占據(jù)視場(chǎng)的上部。側(cè)窗52和54也在視場(chǎng)內(nèi)，后窗56同樣如此。
[0027]如圖3中所示，視場(chǎng)內(nèi)的某些物體遍布整個(gè)視場(chǎng)的數(shù)量不成比例的空間。在視場(chǎng)的下部中央的物體，比如車輛乘客的內(nèi)側(cè)手臂34、36和腿部38、40，中央控制臺(tái)42和變速器換檔裝置44在視場(chǎng)內(nèi)不成比例地大。就這些物體具有比其它座艙表面的平均溫度高或低的溫度來說，它們將不成比例地影響輻射傳感器10為車輛座艙提供的溫度讀數(shù)。
[0028]本發(fā)明提供一種更精確地產(chǎn)生整個(gè)座艙環(huán)境內(nèi)的平均輻射溫度(“MRT”)的傳感器的葉形開口。圖4表示按照本發(fā)明的例證實(shí)施例制造的具有葉形開口的傳感器。在大多數(shù)方面，傳感器60類似于傳感器10，事實(shí)上可以是Melexis MLX90615傳感器的改進(jìn)版。從而，傳感器60包含安裝在T0-46管殼中的熱電堆傳感器兀件和濾光器,并且具有圓形傳感器開口 62。然而，傳感器60還包含楔形障板64，以衰減傳感器對(duì)否則圓形對(duì)稱的傳感器視場(chǎng)的某些部分的響應(yīng)。
[0029]如圖4的例證實(shí)施例中所示，障板64為楔形，具有通常三角形的結(jié)構(gòu)，包括寬的底邊66，和尖角的頂端或頂點(diǎn)68。頂點(diǎn)68對(duì)著近似45度(45° )的角度。底邊66附著在傳感器60的T0-40外殼的頂部,從而障板64的平面通常平行于包含在傳感器60內(nèi)的熱電堆傳感器元件的IR敏感表面的平面。障板64的頂點(diǎn)68越過敞開的傳感器開口 62，朝著傳感器的光學(xué)中心徑向向內(nèi)伸出，同時(shí)頂端68的頂點(diǎn)位于或者可能稍微越過傳感器60的光軸。從而，如圖4中所示，障板64遮蓋開口 62的扇形面，延伸越過可能整個(gè)開口的1/8 (45/360)，從而把圓形開口轉(zhuǎn)換成葉形開口。由于障板64安裝在傳感器之上，因此障板在軸向與熱電堆傳感器元件的IR敏感表面隔開較短的距離，從而產(chǎn)生方向敏感的遮蔽效果。即，對(duì)于在視場(chǎng)的下部中央的IR源，熱電堆傳感器元件的IR敏感表面將在障板的陰影內(nèi)，不過對(duì)于位于向左、向右或向上偏離軸線之處的IR源，熱電堆傳感器元件的IR敏感表面將不在障板的陰影內(nèi)。
[0030]障板64可由任何便利的材料構(gòu)成。在例證實(shí)施例中，障板64是鋁，從而障板64反射紅外波長(zhǎng)的輻射。由于障板是IR反射的，因此障板不吸收而是再輻射入射的IR能量。在例證實(shí)施例中，通過釬焊(soldering),把障板64固定在傳感器60的上表面,然而,可改為利用焊接(welding)、銅焊、膠粘，或者利用某種其它適當(dāng)?shù)墓に?，附著障?4。此外，通過與傳感器的外殼一體地形成傳感器開口 62，可避免對(duì)這種附著的需要?？梢岳贸尚湍_壓出所述開口，所述成型模是這樣構(gòu)成的，以致當(dāng)切掉和除去開口的剩余部分時(shí)，留下蓋子的障板形狀的部分。
[0031]如前所述，圖1和2的傳感器10具有圓形對(duì)稱響應(yīng)特性。由于軸向分離的障板和作為結(jié)果的葉形開口的存在，圖4的傳感器60的情況則不是這樣。圖5中圖解說明了變更后的響應(yīng)特性，該響應(yīng)特性是表示對(duì)在傳感器的視場(chǎng)內(nèi)的點(diǎn)熱源的傳感器響應(yīng)的測(cè)量的傳感器響應(yīng)地圖。圖5地圖中的每個(gè)點(diǎn)的地圖值代表當(dāng)點(diǎn)熱源被置于視場(chǎng)內(nèi)的該點(diǎn)時(shí)的傳感器的輸出，其中各個(gè)值被歸一化，以致最大響應(yīng)具有為I的值。如圖5中所示，障板64的存在極大地衰減在視場(chǎng)的楔形區(qū)域70中的傳感器的IR響應(yīng)，其中區(qū)域70與傳感器開口 62中的障板64的位置和大小一致，并由所述障板64的位置和大小限定。
[0032]可有益地利用傳感器62的非對(duì)稱葉形響應(yīng)來改善車輛溫度感測(cè)應(yīng)用中的傳感器讀數(shù)的精度。為此，在圖1的印刷電路板16上旋轉(zhuǎn)地確定傳感器60的方向，以阻擋座艙圖像的下部中央部分。為了獲得期望的遮蔽，在印刷電路板16上確定傳感器60的方向，以致當(dāng)HVAC控制頭被安裝在車輛的儀表板中時(shí)，障板64的底邊66在開口 62的底部。當(dāng)被這樣定向時(shí)，傳感器開口 62的被遮蔽的下部中央部分將與通過儀表前蓋開口的視場(chǎng)(如圖3中所示)的下部中央部分一致。從而，傳感器將對(duì)來自在視場(chǎng)的下部中央部分的物體，包括前排車輛乘客的內(nèi)側(cè)手臂和腿部，以及中央控制臺(tái)和變速器換檔裝置的紅外輻射相對(duì)不敏感。從而，傳感器的熱測(cè)量輸出將更精確地反映從車輛內(nèi)的大多數(shù)或者所有表面發(fā)出的，對(duì)乘客的溫度感知作出貢獻(xiàn)的紅外能量的平均值。
[0033]可以選擇障板64的大小、形狀和取向，以更好地使傳感器的響應(yīng)適應(yīng)于特定應(yīng)用的要求。在每個(gè)這樣的應(yīng)用中，將首先根據(jù)待衰減的圖像區(qū)域的先驗(yàn)估計(jì)形成候選障板設(shè)計(jì)。作為結(jié)果的候選障板設(shè)計(jì)將被測(cè)試，從而產(chǎn)生圖5中所示的那種相關(guān)的響應(yīng)地圖。隨后使該響應(yīng)地圖與傳感器的已知視場(chǎng)關(guān)聯(lián)，以確定對(duì)候選障板設(shè)計(jì)的調(diào)整是否必需或者可取。
[0034]例如，可以提供標(biāo)線，以更容易地比較實(shí)際和期望的響應(yīng)。圖5中圖解說明了這種方法，其中響應(yīng)地圖具有加在其上的標(biāo)線。標(biāo)線把響應(yīng)地圖劃分成相鄰的彎曲分段的網(wǎng)狀物，每個(gè)彎曲分段具有相對(duì)于傳感器的光學(xué)中心的等角度(iso-angular)和等徑向(iso-radial)邊界。每個(gè)分段的邊界被延長(zhǎng)和縮短，以致每個(gè)分段代表對(duì)傳感器的總響應(yīng)作出等量貢獻(xiàn)的視場(chǎng)的一部分。通過考慮到在視場(chǎng)內(nèi)的各個(gè)區(qū)域的非線性(球形)幾何形狀，和用每個(gè)區(qū)域中的實(shí)際傳感器響應(yīng)使該區(qū)域的貢獻(xiàn)歸一化，可以利用各種數(shù)值法計(jì)算每個(gè)分段內(nèi)的貢獻(xiàn)。例如，可以采用在人丨varo Gonz0lez的論文“Measuremen1: of Areason a Sphere Using Fibonacci and Latitude-Longitude Lattices，，(InternationalAssociation for Mathematical Geosciences, Math Geosci (2010) 42:49-64)中說明的Fibonacci 格子。
[0035]在圖5中的例證標(biāo)線中，使每個(gè)分段具有對(duì)總的傳感器響應(yīng)作出約1%的貢獻(xiàn)的大小，不過根據(jù)需要，可以應(yīng)用更大或更小的粒度。圖5顯示總共89個(gè)分段，大致覆蓋傳感器的敏感面積的89%。在低傳感器響應(yīng)的區(qū)域中，分段相對(duì)較大(例如，分段72);而在高傳感器響應(yīng)的區(qū)域中，分段相對(duì)較小(例如，分段74)。
[0036]當(dāng)在預(yù)期應(yīng)用中把這種標(biāo)線疊加在傳感器的實(shí)際視場(chǎng)上時(shí)，在關(guān)心的特定區(qū)域中可以簡(jiǎn)單地計(jì)數(shù)標(biāo)線的各個(gè)分段，從而比較傳感器的響應(yīng)和期望的響應(yīng)。例如，在圖6中，從圖5的響應(yīng)地圖得到的標(biāo)線已被疊加在先前在圖3中看到的傳感器視場(chǎng)上。從圖6可以看出，傳感器響應(yīng)將由大約23%(可能23個(gè)分段)的頂篷響應(yīng)，24%(可能24個(gè)分段)的車輛前排乘客胸部區(qū)域響應(yīng)，5%(可能5個(gè)分段)的前車門內(nèi)襯響應(yīng)等構(gòu)成。熱響應(yīng)的這種組合是座艙的最佳熱讀數(shù)的良好近似，因而，障板64合適，從而設(shè)計(jì)被驗(yàn)證。如果期望不同的響應(yīng)，那么可以迭代地產(chǎn)生、表征和分析不同的候選障板，以找到最佳設(shè)計(jì)。
[0037]例如，圖7表示當(dāng)把傳感器安裝于在車輛的頂篷中或者附近的開口之后時(shí)的傳感器的視場(chǎng)。在圖7的視場(chǎng)中，乘客和車輛組件的外觀完全不同于圖3的視場(chǎng)中的外觀。從而，不同的車輛障板可能才合適，比如圖8中圖解所示的障板。圖8中，傳感器80具有傳感器開口 82，并且障板84被布置在開口之上。圖8中，障板84采用借助支承物88懸掛在開口 82上方的細(xì)的線狀顛倒馬蹄形86的形式。馬蹄形障板86具有約為傳感器開口 82的直徑的1/3的高度和寬度。
[0038]圖9圖解說明傳感器80的改進(jìn)響應(yīng)。不同于圖5，圖9不是在傳感器的半球形視場(chǎng)內(nèi)的傳感器響應(yīng)地圖。相反，圖9表示傳感器80對(duì)在半球的所選分層(比如水平平面)內(nèi)，并且位于成不同角度偏離傳感器的光軸之處的熱源的響應(yīng)92。與圖2的未改進(jìn)的傳感器的對(duì)稱響應(yīng)90相反，這里，傳感器響應(yīng)的葉形性質(zhì)是明顯的。在葉形響應(yīng)92中，與未改進(jìn)的傳感器10的對(duì)稱的未被衰減的響應(yīng)90對(duì)比,傳感器80對(duì)在軸(on-axis)熱源的敏感性被顯著衰減。葉形響應(yīng)起因于改進(jìn)的開口的葉形性質(zhì)，而改進(jìn)的開口的葉形性質(zhì)又起因于遮蔽傳感器開口的中心的一部分的障板。同樣，這種障板和傳感器的意圖和目標(biāo)是通過降低不成比例地影響總測(cè)量結(jié)果的單個(gè)物體的影響，改善傳感器響應(yīng)。
[0039]另外應(yīng)注意，按照本發(fā)明的具有葉形開口的輻射傳感器可被設(shè)計(jì)成從視場(chǎng)中隱藏預(yù)計(jì)是熱噪聲源的物體。
[0040]在上面說明的實(shí)施例中，障板是IR反射的，基本上在傳感器之外，并且只覆蓋傳感器開口的一部分。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以使用在一些區(qū)域中是IR透明的、在其它區(qū)域中是部分或完全I(xiàn)R反射或不透明的障板。實(shí)際上，預(yù)期在更大量的應(yīng)用中，例如，通過在濾光器的表面的扇形上沉積鋁或某種其它的IR不透明材料，可以使障板與濾光器結(jié)合。隨后按已知的角度對(duì)準(zhǔn)把濾光器安裝在傳感器的外殼內(nèi)，以致僅僅通過在印刷電路板上傳感器的連接銷的適當(dāng)旋轉(zhuǎn)對(duì)齊，就可在視場(chǎng)中對(duì)準(zhǔn)障板。通過使障板和濾光器結(jié)合，將使障板更接近(當(dāng)沿著傳感器的光軸測(cè)量時(shí))熱電堆傳感器元件的IR敏感表面，從而降低障板提供的IR遮蔽的定向性。在特定應(yīng)用中，這可能可取或者不可取，并且在特定應(yīng)用中，要提供足夠的軸向間隔，以提供適合于該應(yīng)用的障板定向性的程度。
[0041]根據(jù)本發(fā)明的以上說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到改進(jìn)、變化和修改。附加的權(quán)利要求覆蓋在本領(lǐng)域的技能范圍之內(nèi)的這些改進(jìn)、變化和修改。
【權(quán)利要求】
1.一種輻射傳感器，所述輻射傳感器具有開口，并提供表示所述輻射傳感器通過所述開口檢測(cè)到的輻射能的量的輸出信號(hào)，所述傳感器具有限制傳感器視場(chǎng)、從而衰減對(duì)在傳感器視場(chǎng)的中央部分內(nèi)的熱源的傳感器響應(yīng)的葉形開口。
2.按照權(quán)利要求1所述的輻射傳感器，包括具有對(duì)紅外能量敏感的表面的傳感器元件，和包住所述傳感器元件的外殼，所述外殼具有準(zhǔn)許紅外能量到達(dá)所述傳感器元件的所述表面的開口，其中所述開口具有葉形形狀，所述開口與所述表面隔開，以提供所述表面的定向遮蔽。
3.按照權(quán)利要求2所述的輻射傳感器，其中所述外殼中的所述開口具有受限制的中央部分，從而提供具有葉形形狀的開口。
4.按照權(quán)利要求2所述的輻射傳感器，其中所述傳感器元件還包括濾光器，用于阻止通過所述外殼開口的可見光到達(dá)對(duì)紅外能量敏感的所述表面，其中所述濾光器具有IR衰減部分，以產(chǎn)生所述葉形形狀。
5.按照權(quán)利要求2所述的輻射傳感器，其中所述外殼中的所述開口具有大體圓形形狀，IR衰減障板朝著所述大體圓形形狀的中心徑向伸出。
6.按照權(quán)利要求5所述的輻射傳感器，其中所述障板反射紅外能量。
7.按照權(quán)利要求5所述的輻射傳感器，其中所述IR衰減障板一般為楔形。
8.一種用于具有座艙的車輛的輻射傳感器，包括紅外傳感器，所述紅外傳感器具有準(zhǔn)許輻射能進(jìn)入所述傳感器的葉形形狀的傳感器開口 ；以使得所述傳感器開口面向所述車輛的座艙并且所述葉形形 狀的葉與關(guān)心的座艙區(qū)域一致的取向，把所述紅外傳感器保持在所述車輛內(nèi)的安裝面；和覆蓋所述傳感器和所述儀表板的儀表前蓋，所述儀表前蓋中具有與所述傳感器開口對(duì)準(zhǔn)的開口。
9.按照權(quán)利要求8所述的輻射傳感器，其中所述安裝面包含印刷電路板，所述紅外傳感器安裝在所述印刷電路板上，所述印刷電路板具有用于連接所述紅外傳感器和其它設(shè)備的電路跡線，所述其它設(shè)備至少包括微控制器。
10.按照權(quán)利要求8所述的輻射傳感器，其中所述紅外傳感器包括具有對(duì)紅外能量敏感的表面的傳感器元件，和包住所述傳感器元件的外殼，所述外殼具有準(zhǔn)許紅外能量到達(dá)所述傳感器元件的所述表面的開口，其中所述開口具有葉形形狀，所述開口與所述表面隔開，以提供所述表面的定向遮蔽。
11.按照權(quán)利要求10所述的輻射傳感器，其中所述外殼中的所述開口具有大體圓形形狀，IR衰減障板朝著所述大體圓形形狀的中心徑向伸出，所述障板阻擋所述外殼中的所述開口的底部中央部分，從而所述障板有選擇地阻擋來自車輛座艙的底部中央部分的紅外能量。
12.按照權(quán)利要求11所述的輻射傳感器，其中所述障板具有三角形形狀，所述三角形形狀具有位于所述大體圓形形狀的邊界附近的底邊，和朝著所述圓形形狀的中心伸出的頂點(diǎn)。
13.按照權(quán)利要求8所述的輻射傳感器，其中所述所述紅外傳感器包括具有對(duì)紅外能量敏感的表面的傳感器元件，和阻擋可見光到達(dá)所述表面的濾光器，其中所述濾光器具有IR衰減部分，以產(chǎn)生所述葉形形狀。
14.按照權(quán)利要求8所述的輻射傳感器，所述傳感器提供表示所述輻射傳感器通過所述傳感器開口檢測(cè)到的輻射能的量的輸出信號(hào)，其中座艙內(nèi)的特定東西橫跨通過所述儀表前蓋開口的視場(chǎng)的不成比例區(qū)域，其中確定所述障板的大小和位置，以有選擇地衰減來自至少一部分的所述不成比例的區(qū)域的紅外輻射，使得所述輻射傳感器提供的所述輸出信號(hào)更接近地反映所述座艙內(nèi)的平均輻射溫度。
15.一種為具有座艙的車輛提供輻射傳感器的方法，所述方法包括以下步驟: 選擇在所述座艙內(nèi)安裝輻射傳感器的位置； 表征當(dāng)被安裝在所選位置時(shí)，輻射傳感器將看到的視場(chǎng)； 識(shí)別視場(chǎng)的將不成比例地影響輻射傳感器提供的傳感器讀數(shù)的區(qū)域； 修改傳感器對(duì)從識(shí)別的區(qū)域發(fā)出的紅外能量的響應(yīng)，使得所述輻射傳感器提供的傳感器讀數(shù)更接近地反映所述座艙內(nèi)的平均輻射溫度；和 把傳感器安裝在車輛中的所選位置以及安裝成相對(duì)于視場(chǎng)使得修改的傳感器的響應(yīng)與識(shí)別的區(qū)域相 一致的取向。
【文檔編號(hào)】G01J5/10GK104048763SQ201410091522
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月13日
【發(fā)明者】T·瑞特 申請(qǐng)人:凱爾西-海耶斯公司