CN102283637B - 一种红外耳温计和红外耳温计的测温方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种红外耳温计，红外耳温计的探头包括：用于感应窗口件温度、与窗口件导热连接的温度传感器；红外耳温计包括控制器，控制器包括用于获取温度传感器的输出信号的获取模块和用于按照温度传感器的输出信号修正红外传感器的输出信号，对修正后的输出信号进行处理，获得待检测目标温度的处理模块；获取模块和温度传感器的信号输出端连接。本发明实施例可以根据温度传感器对窗口件的温度的检测结果修正红外传感器的检测结果，获得精确的体温，提高红外耳温计的精度。

Description

一种红外耳温计和红外耳温计的测温方法

技术领域

本发明涉及温度测量技术领域，具体涉及一种红外耳温计和红外耳温计的测温方法。

背景技术

红外耳温计是属于非接触遥测式的体温测量仪，通常，为了防水或防止灰尘杂物等进入红外传感器的滤镜，在红外耳温计的探头的前端、对应于探头内红外传感器的位置，一般会设计一个具有高透过率的窗口件，窗口件可以将红外传感器与外界环境相隔离，以保证红外传感器的精度，并且窗口件与红外传感器之间具有良好的导热连接，从而使得红外传感器能够透过窗口件侦测到耳膜所发送出的红外辐射，完成体温的测量。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现：虽然红外传感器和窗口件之间采用导热连接，但是红外传感器和窗口件之间还是存在温差，从而无法消除窗口件的红外辐射影响，并且窗口件的透射率有限，无法达到让红外辐射完全透过窗口件，由此，影响了红外传感器通过侦测红外辐射而产生的信号强度，从而导致红外耳温计的测量精度不高。

发明内容

本发明实施例提供一种红外耳温计和红外耳温计的测温方法。

一种红外耳温计，包括：

所述红外耳温计的探头包括：

用于感应窗口件温度、与所述窗口件导热连接的温度传感器；

所述红外耳温计包括控制器，所述控制器包括用于获取所述温度传感器的输出信号的获取模块和用于按照所述温度传感器的输出信号修正红外传感器的输出信号，对修正后的输出信号进行处理，获得待检测目标温度的处理模块；所述获取模块和所述温度传感器的信号输出端连接。

一种红外耳温计的测温方法，包括：

获取温度传感器的输出信号，所述温度传感器用于感应窗口件温度；

按照所述温度传感器的输出信号修正红外传感器的输出信号；

对所述修正后的红外传感器的输出信号进行数字处理，获得待检测目标温度。

本发明实施例采用温度传感器检测窗口件的温度，控制器的获取模块可以获取红外传感器的输出信号和获取温度传感器的输出信号，控制器的处理模块可以按照温度传感器的输出信号修正红外传感器的输出信号，对修正后的红外传感器的输出信号进行数字处理，获得待检测目标温度，因此，本发明实施例可以修正红外传感器的检测结果，获得精确的体温，提高红外耳温计的精度。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的一种红外耳温计的探头的结构图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种红外耳温计和一种红外耳温计的测温方法，以下分别进行详细说明。

实施例一、请参见图1，图1是本发明实施例提供的红外耳温计的探头的结构图，在本实施例中，红外耳温计的结构如下：

红外耳温计的探头包括：红外传感器101；散热器102，且散热器102与红外传感器101导热连接；位于散热器102前端的窗口件103，窗口件103与散热器102绝热连接；用于感应窗口件103的温度、与窗口件103导热连接的温度传感器104，窗口件103用于将散热器102、红外传感器101以及温度传感器104与外界环境相隔离。

在本实施例中，红外传感器101可以包括用于感应待检测目标的红外辐射强度的热电堆芯片和用于感应环境温度的热敏电阻芯片。热电堆芯片可以将红外辐射转化成电信号(通常是电压信号)，通过红外传感器的信号输出端输出，热敏电阻芯片可以感受环境温度，并将感受的环境温度通过红外传感器的信号输出端输出。

为了防水或者防止灰尘杂物等进入红外耳温计的散热器102、红外传感器101和温度传感器104，在散热器102的前端可以设置能够透过红外光的窗口件103，窗口件103可以是采用聚丙烯等可以透过10us的红外光的材料制成的薄膜，窗口件103还可以是耳套，优选的，窗口件103可以采用透镜，例如硅透镜、锗透镜、菲尼尔透镜等等。

将窗口件103设置在散热器102的前端，和散热器102之间采用绝热连接，还可以防止探头接触耳朵时的热冲击影响红外传感器101。

在本实施例中，温度传感器104可以是采用接触式测温的温度传感器，具体的，温度传感器104可以是热敏电阻传感器，可以采用高导热的胶水将温度传感器104粘结在窗口件103的边缘。

红外耳温计除了包括探头之外，还包括控制器，控制器在红外耳温计中的布局可以参见现有技术，在本实施例中，当探头进入耳道时，窗口件103会升温，导致红外传感器101不能接收到足够的红外辐射，为了减弱这种影响，在本实施例中，控制器包括用于获取温度传感器104的输出信号的获取模块和用于按照温度传感器104的输出信号修正红外传感器101的输出信号，对修正后的输出信号进行数字处理，获得待检测目标温度的处理模块。具体的，获取模块还用于接收红外传感器101的输出信号，获取模块获取的红外传感器101的输出信号包括根据红外传感器101中热电堆芯片的感应而产生的输出信号和根据红外传感器101中热敏电阻芯片的感应而产生的输出信号，处理模块按照温度传感器104的输出信号修正根据红外传感器101中热电堆芯片的感应而产生的输出信号。

获取模块与温度传感器104的信号输出端连接，获取模块还与红外传感器101的信号输出端连接。

需要说明的是，在本实施例中，红外耳温计除了上述结构之外，其余部分(例如红外耳温计的壳体等)可以参见现有技术。

本实施例采用温度传感器检测窗口件的温度，控制器的获取模块可以获取红外传感器的输出信号和获取温度传感器的输出信号，控制器的处理模块可以按照温度传感器的输出信号修正红外传感器的输出信号，对修正后的红外传感器的输出信号进行数字处理，获得待检测目标温度，因此，本发明实施例可以修正红外传感器的检测结果，获得精确的体温，提高红外耳温计的精度。

实施例二、本发明实施例提供一种红外耳温计的测温方法，具体包括：获取温度传感器的输出信号，温度传感器用于感应窗口件温度；按照温度传感器的输出信号修正红外传感器的输出信号；对修正后的红外传感器的输出信号进行数字处理，获得待检测目标温度。

需要说明的是，前述实施例一中的红外耳温计可应用于本实施例，执行本实施例中的测温方法。

下面以实施例一中的红外耳温计为例，对红外耳温计的测温方法，进行详细描述：

假设窗口件和散热器对红外传感器的输出信号不产生任何影响，红外传感器的输出信号包括根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的输出信号和根据红外传感器中热敏电阻芯片的感应而产生的输出信号，根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的输出信号是电压信号。

设定T0为环境的热力学温度(单位为K)，T1为待检测目标的热力学温度(单位为K)，在此应用场景下，根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的电压信号V1可以表示为：

V1＝A×(T1⁴-T0⁴)         (1)

A为总敏感度，和红外传感器的结构设计有关，

假设只有散热器对红外传感器的输出信号产生影响，且散热器和红外传感器等温，在此应用场景下，根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的电压信号V2可以表示为：

V2＝V1×k1               (2)

k1是比例系数，k1＝x×e，e为发射率，x为尺寸因数，x由散热器的尺寸反射率等决定。

假设窗口件和散热器对红外传感器的输出信号都产生影响，在此应用场景下，根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的电压信号V3可以表示为：

V3＝V2×k2+B×(T2⁴-T0⁴)  (3)

T2是窗口件的热力学温度(单位为K)，K2为窗口件的透射率，B是窗口件的发射率。

由(3)式可以看出，当T2等于T0，及红外传感器和窗口件等温时，(3)与(1)(2)表达式的形式一致，只是参数上有所不同。当T2大于T0时，根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的电压信号V3会大于实际目标辐射引起的电压信号。在大多数情况下，T2都是大于T0的，尤其在低温环境(环境温度低于20℃)，T2与T0的差异将严重影响根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的电压信号V3。

窗口件对根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的电压信号V3的影响幅度为：

B×(T2⁴-T0⁴)，

对根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的电压信号V3进行修正，使之更准确地反映目标的辐射强度，进而提高了红外耳温计的精度，修正幅度为B×(T2⁴-T0⁴)，修正之后的根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的电压信号V3′为：V3′＝V3+B×(T2⁴-T0⁴)，也就是

V3′＝C×(T1⁴-T0⁴)+B×(T2⁴-T0⁴)   (4)

其中C＝A×k1×k2。

红外耳温计中的控制器可以获取根据红外传感器中热敏电阻芯片的感应而产生的输出信号(即获取到T0)、温度传感器的输出信号(即获取到T2)和根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的输出信号V3，然后控制器按照温度传感器的输出信号修正根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的输出信号，修正幅度为B×(T2⁴-T0⁴)，按照(4)对修正后的根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的输出信号进行数字处理，可以获得待检测目标温度(即获得T1)。

以上对本发明实施例所提供的红外耳温计和红外耳温计的测温方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，例如应用范围可以不限于红外耳温计，还包括红外测温仪、红外额温仪等红外温度计综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种红外耳温计，其特征在于，

所述红外耳温计的探头包括：

用于感应窗口件温度、与所述窗口件导热连接的温度传感器；

所述红外耳温计包括控制器，所述控制器包括用于获取所述温度传感器的输出信号的获取模块和用于按照所述温度传感器的输出信号修正红外传感器的输出信号，对修正后的输出信号进行数字处理，获得待检测目标温度的处理模块；所述获取模块和所述温度传感器的信号输出端连接；

所述红外传感器包括感应待检测目标的红外辐射强度的热电堆芯片和用于感应环境温度的热敏电阻芯片，根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的输出信号是电压信号；

所述控制器获取根据红外传感器中热敏电阻芯片的感应而产生的输出信号、温度传感器的输出信号和根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的输出信号，然后控制器按照温度传感器的输出信号修正根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的输出信号，修正幅度为B×(T2⁴-T0⁴)，按照V3'=C×(T1⁴-T0⁴)+B×(T2⁴-T0⁴)对修正后的根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的输出信号V3'进行数字处理，获得待检测目标温度；

其中B为窗口件的发射率，T2为根据温度传感器的输出信号而获取的，窗口件的热力学温度，T0为根据红外传感器中热敏电阻芯片的感应而产生的输出信号而获取的，环境的热力学温度，T1为待检测目标的热力学温度，C=A×k1×k2，A为总敏感度，k1是比例系数，k1=x×e，e为发射率，x为尺寸因数，x由散热器的尺寸反射率决定，k2为窗口件的透射率。

2.根据权利要求1所述的红外耳温计，其特征在于，

所述温度传感器是采用接触式测温的温度传感器。

3.根据权利要求2所述的红外耳温计，其特征在于，

所述温度传感器是热敏电阻传感器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的红外耳温计，其特征在于，

采用高导热胶水将所述温度传感器粘接在所述窗口件的边缘。

5.根据权利要求4所述的红外耳温计，其特征在于，

所述红外耳温计的探头还包括：

散热器，所述散热器与所述红外传感器导热连接；

所述窗口件位于所述散热器的前端，且所述窗口件与所述散热器绝热连接。

6.根据权利要求5所述的红外耳温计，其特征在于，

所述窗口件是由聚丙烯制成的薄膜、或者耳套或者红外透镜。

7.根据权利要求6所述的红外耳温计，其特征在于，

所述红外透镜是硅透镜、或者锗透镜、或者菲尼尔透镜。

8.一种红外耳温计的测温方法，其特征在于，包括：

获取温度传感器的输出信号，所述温度传感器用于感应窗口件温度，与所述窗口件导热连接；

按照所述温度传感器的输出信号修正红外传感器的输出信号；

对修正后的所述红外传感器的输出信号进行数字处理，获得待检测目标温度；

所述红外传感器包括感应待检测目标的红外辐射强度的热电堆芯片和用于感应环境温度的热敏电阻芯片，根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的输出信号是电压信号；所述按照所述温度传感器的输出信号修正红外传感器的输出信号，对修正后的所述红外传感器的输出信号进行数字处理，获得待检测目标温度的步骤，具体为：

按照温度传感器的输出信号修正根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的输出信号，修正幅度为B×(T2⁴-T0⁴)，按照V3'=C×(T1⁴-T0⁴)+B×(T2⁴-T0⁴)对修正后的根据红外传感器中热电堆芯片的感应而产生的输出信号V3'进行数字处理，获得待检测目标温度；

其中B为窗口件的发射率，T2为根据温度传感器的输出信号而获取的，窗口件的热力学温度，T0为根据红外传感器中热敏电阻芯片的感应而产生的输出信号而获取的，环境的热力学温度，T1为待检测目标的热力学温度，C=A×k1×k2，A为总敏感度，k1是比例系数，k1=x×e，e为发射率，x为尺寸因数，x由散热器的尺寸反射率决定，k2为窗口件的透射率。