CN110081986A - 一种红外热成像机芯及红外热成像仪 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种红外热成像机芯，从前到后依次包括红外镜头、前端结构、热隔断层及后端结构；所述前端结构包括红外传感器，所述红外传感器用于接收所述通过所述红外镜头入射的红外线，并将所述红外线转换为电信号；所述后端结构包括热源电路，所述热源电路用于接收所述电信号，并通过所述热源电路中的芯片对所述电信号进行解析；所述热隔断层为导热系数低的材料制成的层，用于阻隔所述前端结构与所述后端结构之间的热传导。本申请通过使用导热性极低的所述热隔断层，阻断了所述热源电路向所述前端结构的热传导，避免了机芯后端热量对成像结果的干扰。本申请还同时提供了一种具有上述有益效果的红外热成像仪。
Description
技术领域
本申请涉及红外探测器制造领域，特别是涉及一种红外热成像机芯及红外热成像仪。
背景技术
随着科技的发展，人们对自然的研究越发透彻，逐渐发现了除了可见光以外，自然界中还有很多种电磁波，尤其是红外线，由于高于绝对零度的物质都会产生红外线，因此红外线通常是探测物体的优秀媒介。而红外热成像设备可以通过目标自身发射的红外辐射进行成像，在国防安全、工业测温、民用等领域应用越来越广泛，特别非制冷红外机芯因成本低、体积小、启动快、使用方便灵活等优点，在使用领域上大大优于制冷红外设备。近年来备受行业内外的偏好与喜爱。但由于温度越高的物体辐射出的红外线越强，而处于工作状态下的机芯元件会发热，进而干扰红外线传感器接收到的外界红外线，影响成像准确度。
现有技术中，为避免元件发热影响准确度，大多是走增强散热的思路。但该方法虽然降低了元件温度，减少了元件的热辐射对成像结果的干扰，但效果不理想。因此，找到一种在避免机芯元件发热影响非制冷红外机芯准确度的方法，是本领域技术人员亟待解决的问题。
申请内容
本申请的目的是提供一种红外热成像机芯及红外热成像仪，以解决现有技术中不能阻止机芯元件发热影响非制冷红外机芯准确度的问题。
为解决上述技术问题，本申请提供一种红外热成像机芯，从前到后依次包括红外镜头、前端结构、热隔断层及后端结构；
所述前端结构包括红外传感器，所述红外传感器用于接收所述通过所述红外镜头入射的红外线，并将所述红外线转换为电信号；
所述后端结构包括热源电路，所述热源电路用于接收所述电信号，并通过所述热源电路中的芯片对所述电信号进行解析；
所述热隔断层为导热系数低的材料制成的层，用于阻隔所述前端结构与所述后端结构之间的热传导。
可选地，在所述红外热成像机芯中，所述红外热成像机芯的外壳为金属外壳。
可选地，在所述红外热成像机芯中，所述热隔断层将所述红外热成像机芯的外壳分为两部分。
可选地，在所述红外热成像机芯中，所述热隔断层为非金属材料层。
可选地，在所述红外热成像机芯中，所述热隔断层为聚合物材料层。
可选地，在所述红外热成像机芯中，所述聚合物材料层为ABS塑料层或PC塑料层。
可选地，在所述红外热成像机芯中，所述热隔断层的厚度的范围为1.5毫米至3.0毫米，包括端点值。
可选地，在所述红外热成像机芯中，所述前端结构、所述热隔断层及所述后端结构通过螺钉相连。
可选地，在所述红外热成像机芯中，所述红外热成像机芯还包括减震器，所述减震器设置于所述外壳的内侧，避免所述外壳与所述红外热成像机芯的内部结构发生刚性碰撞。
本申请还提供了一种红外热成像仪，所述红外热成像仪包括上述任一种所述的红外热成像机芯。
本申请所提供的红外热成像机芯，从前到后依次包括红外镜头、前端结构、热隔断层及后端结构；所述前端结构包括红外传感器，所述红外传感器用于接收所述通过所述红外镜头入射的红外线，并将所述红外线转换为电信号；所述后端结构包括热源电路，所述热源电路用于接收所述电信号，并通过所述热源电路中的芯片对所述电信号进行解析；所述热隔断层为导热系数低的材料制成的层，用于阻隔所述前端结构与所述后端结构之间的热传导。本申请中的红外热成像机芯，通过所述热隔断层将机芯中的主要发热元件(即所述热源电路)与所述红外传感器之间进行热阻断，阻断了所述热源电路向所述前端结构的热传导，避免了机芯后端热量对成像结果的干扰。本申请还同时提供了一种具有上述有益效果的红外热成像仪。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本身请提供的红外热成像机芯的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本身请提供的红外热成像机芯的另一种具体实施方式的结构示意图；
图3为本身请提供的红外热成像机芯的又一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的核心是提供一种红外热成像机芯，其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，从前到后依次包括红外镜头110、前端结构120、热隔断层130及后端结构140；
所述前端结构120包括红外传感器121，所述红外传感器121用于接收所述通过所述红外镜头110入射的红外线，并将所述红外线转换为电信号；
所述后端结构140包括热源电路141，所述热源电路141用于接收所述电信号，并通过所述热源电路141中的芯片对所述电信号进行解析；
所述热隔断层130为导热系数低的材料制成的层，用于阻隔所述前端结构120与所述后端结构140之间的热传导。
需要强调，图1仅为示意图，实际生产中各个部件结构的位置及比例可与图中不同。
特别的，所述红外热成像机芯的外壳为金属外壳；金属外壳有利于散热，进一步降低所述热源电路141在工作时的温度，即降低所述热源电路141在工作时的红外线的发射强度，进一步降低了对所述红外热成像机芯的成像结果的干扰。
需要注意的是，所述热隔断层130为非金属材料层；更进一步的，所述热隔断层130为聚合物材料层；聚合物材料通常有优秀的热阻隔率，导热系数很低，同时质地较为轻便，结构强度高，韧性好，具有较好的缓冲性能，增强了所述红外热成像机芯的减震效果。再进一步的，所述聚合物材料层为ABS塑料层或PC塑料层。
需要特别注意的是，所述热隔断层130的厚度的范围为1.5毫米至3.0毫米，包括端点值，如1.50毫米、2.37毫米或3.00毫米中的任一个，上述厚度范围内，所述热隔断层130既能达到良好的热阻隔效果，又不会影响所述红外热成像机芯的整体结构强度，也不会增大所述红外热成像机芯的空间占用与重量，当然，在实际生产中，也可以根据实际情况做相应调整，只要起到热阻隔效果即可。
另外，所述红外热成像机芯还包括减震器，所述减震器设置于所述外壳的内侧，避免所述外壳与所述红外热成像机芯的内部结构发生刚性碰撞；增设所沪减震器后，可进一步增强所述红外热成像机芯的减震性能，使其能适应一系列极端情况，增强所述红外热成像机芯的工作稳定性与适用范围。
本申请中提供的技术，不需要像现有技术一样一味增大增厚金属外壳增加散热的方式降低所述热源电路的温度来减少来自所述热源电路的红外线干扰，避免了增加所述外壳的厚度与体积，利于所述红外热成像机芯的小型化和轻量化。
本申请所提供的红外热成像机芯，从前到后依次包括红外镜头110、前端结构120、热隔断层130及后端结构140；所述前端结构120包括红外传感器121，所述红外传感器121用于接收所述通过所述红外镜头110入射的红外线，并将所述红外线转换为电信号；所述后端结构140包括热源电路141，所述热源电路141用于接收所述电信号，并通过所述热源电路141中的芯片对所述电信号进行解析；所述热隔断层130为导热系数低的材料制成的层，用于阻隔所述前端结构120与所述后端结构140之间的热传导。本申请中的红外热成像机芯，通过所述热隔断层130将机芯中的主要发热元件(即所述热源电路141)与所述红外传感器121之间进行热阻断，阻断了所述热源电路141向所述前端结构120的热传导，避免了机芯后端热量对成像结果的干扰，因此也就不需要像现有技术一样一味增大增厚金属外壳增加散热的方式降低所述热源电路141的温度来减少来自所述热源电路141的红外线干扰，得以在不增加所述红外热成像机芯体积与重量的前提下，避免了机芯自身产生的红外线对成像结果的干扰。
在具体实施方式一的基础上，进一步对所述热隔断层130做限定，得到具体实施方式二，其结构示意图如图2所示，从前到后依次包括红外镜头110、前端结构120、热隔断层130及后端结构140；
所述前端结构120包括红外传感器121，所述红外传感器121用于接收所述通过所述红外镜头110入射的红外线，并将所述红外线转换为电信号；
所述后端结构140包括热源电路141，所述热源电路141用于接收所述电信号，并通过所述热源电路141中的芯片对所述电信号进行解析；
所述热隔断层130为导热系数低的材料制成的层，用于阻隔所述前端结构120与所述后端结构140之间的热传导；
所述热隔断层130将所述红外热成像机芯的外壳分为两部分。
本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式进一步限定了所述热隔断层130在所述红外热成像机芯的位置，其余结构均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。
需要注意的是，图2是本申请的一种具体实施方式的实物图。
本具体实施方式中，所述热隔断层130将所述外壳隔断，以阻隔所述后端结构140向所述前端结构120的热传导，进一步保证了所述前端结构120与所述红外镜头110处于低温状态，不会受到来自所述红外热成像机芯本身的热辐射红外线干扰。
在具体实施方式二的基础上，进一步对所述红外热成像机芯的部分连接方式做限定，得到具体实施方式三，其具体实施方式的结构示意图如图3所示，从前到后依次包括红外镜头110、前端结构120、热隔断层130及后端结构140；
所述前端结构120包括红外传感器121，所述红外传感器121用于接收所述通过所述红外镜头110入射的红外线，并将所述红外线转换为电信号；
所述后端结构140包括热源电路141，所述热源电路141用于接收所述电信号，并通过所述热源电路141中的芯片对所述电信号进行解析；
所述热隔断层130为导热系数低的材料制成的层，用于阻隔所述前端结构120与所述后端结构140之间的热传导；
所述热隔断层130将所述红外热成像机芯的外壳分为两部分；
所述前端结构120、所述热隔断层130及所述后端结构140通过螺钉相连。
本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式具体限定了所述前端结构120、所述热隔断层130及所述后端结构140之间的连接方式，其余结构均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。
需要注意的是，图3是本申请的一种具体实施方式的实物的爆炸图。
需要特别提醒的是，由于实际生产中所述前端结构120与所述后端结构140可能不是一体成型的，图中分别用“120A”“120B”表示所属前端结构120的不同部分，同时，图中并未画出螺丝，但给出了与所述螺丝对应的螺孔，请留意。
在本具体实施方式中，预先在所述前端结构120、所述热隔断层130及所述后端结构140上开设螺孔，并通过螺钉将所述前端结构120、所述热隔断层130及所述后端结构140固定连接起来，利用螺钉连接方便安装，并且易于拆卸，方便之后对各个部件的维修和更换，同时使用螺钉连接方便快捷，组装效率高，成本低廉。
本申请同时还提供了一种红外热成像仪，所述红外热成像仪包括上述任一种红外热成像机芯。用于阻隔所述前端结构120与所述后端结构140之间的热传导。本申请所提供的红外热成像机芯，从前到后依次包括红外镜头110、前端结构120、热隔断层130及后端结构140；所述前端结构120包括红外传感器121，所述红外传感器121用于接收所述通过所述红外镜头110入射的红外线，并将所述红外线转换为电信号；所述后端结构140包括热源电路141，所述热源电路141用于接收所述电信号，并通过所述热源电路141中的芯片对所述电信号进行解析；所述热隔断层130为导热系数低的材料制成的层，用于阻隔所述前端结构120与所述后端结构140之间的热传导。本申请中的红外热成像机芯，通过所述热隔断层130将机芯中的主要发热元件(即所述热源电路141)与所述红外传感器121之间进行热阻断，阻断了所述热源电路141向所述前端结构120的热传导，避免了机芯后端热量对成像结果的干扰，因此也就不需要像现有技术一样一味增大增厚金属外壳增加散热的方式降低所述热源电路141的温度来减少来自所述热源电路141的红外线干扰，得以在不增加所述红外热成像机芯体积与重量的前提下，避免了机芯自身产生的红外线对成像结果的干扰。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的红外热成像机芯及红外热成像仪进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种红外热成像机芯，其特征在于，从前到后依次包括红外镜头、前端结构、热隔断层及后端结构；
所述前端结构包括红外传感器，所述红外传感器用于接收所述通过所述红外镜头入射的红外线，并将所述红外线转换为电信号；
所述后端结构包括热源电路，所述热源电路用于接收所述电信号，并通过所述热源电路中的芯片对所述电信号进行解析；
所述热隔断层为导热系数低的材料制成的层，用于阻隔所述前端结构与所述后端结构之间的热传导。
2.如权利要求1所述的红外热成像机芯，其特征在于，所述红外热成像机芯的外壳为金属外壳。
3.如权利要求2所述的红外热成像机芯，其特征在于，所述热隔断层将所述红外热成像机芯的外壳分为两部分。
4.如权利要求1所述的红外热成像机芯，其特征在于，所述热隔断层为非金属材料层。
5.如权利要求4所述的红外热成像机芯，其特征在于，所述热隔断层为聚合物材料层。
6.如权利要求5所述的红外热成像机芯，其特征在于，所述聚合物材料层为ABS塑料层或PC塑料层。
7.如权利要求6所述的红外热成像机芯，其特征在于，所述热隔断层的厚度的范围为1.5毫米至3.0毫米，包括端点值。
8.如权利要求7所述的红外热成像机芯，其特征在于，所述前端结构、所述热隔断层及所述后端结构通过螺钉相连。
9.如权利要求1至8任一项所述的红外热成像机芯，其特征在于，所述红外热成像机芯还包括减震器，所述减震器设置于所述外壳的内侧，避免所述外壳与所述红外热成像机芯的内部结构发生刚性碰撞。
10.一种红外热成像仪，其特征在于，所述红外热成像仪包括如权利要求1至9任一项所述的红外热成像机芯。
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