CN113670452B - 非接触式测温装置、其中的测温模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

一种非接触式测温的装置、其中的测温模组及电子设备，测温模组包括：衬底；加热电阻和温敏电阻，加热电阻和温敏电阻设置于衬底上，加热电阻和温敏电阻接触，温敏电阻用于接收待测目标辐射的光信号并根据光信号产生第一电信号，第一电信号用于产生控制发热电阻发热的第一控制信号，加热电阻用于发热，以使测温模组处于恒温状态，其中，第一控制信号用于确定待测目标的温度。本申请的非接触测温装置利用接触的加热电阻和温敏电阻，通过闭环控制测温模组处于恒温状态进行测温，在保证测温准确的同时，使得该远红外测温装置的体积较小，便于封装。较小的体积使得该远红外测温装置的热容也小，从而有效降低了装置的功耗。

Description

非接触式测温装置、其中的测温模组及电子设备

技术领域

本申请涉温度测量技术领域，并且更具体地，涉及一种非接触式测温装置、其中的测温模组及电子设备。

背景技术

辐射测温是一种典型的非接触式测温方法，其原理是利用物体的热辐射能够随温度变化而变化从而进行测温。待测目标的温度以辐射的形式被传感器接收，产生与辐射强度对应的电信号输出，经处理器处理后与相应的温度值对应从而测得待测目标的温度值。非接触式测温传感器在工业、健康、医疗领域都具有广泛的应用。非接触式测温传感器通常采用热电堆，但热电堆存在封装体积较大、热容较大、功耗较高、以及价格较高的问题，限制了非接触式测温传感器的应用。

因此，如何在满足非接触式测温准确度的同时降低成本，制造更加小型便携的非接触式测温设备是一项亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种非接触式测温装置中的测温模组、非接触式测温装置及电子设备，能够在保证测量准确度高的同时降低装置的成本和体积。

第一方面，提供一种非接触式测温的装置中的测温模组，所述测温模组包括：衬底；加热电阻和温敏电阻，所述加热电阻和所述温敏电阻设置于所述衬底上，所述加热电阻和所述温敏电阻接触，所述温敏电阻用于接收待测目标辐射的光信号并将根据所述光信号产生第一电信号，所述第一电信号用于产生控制所述加热电阻发热的第一控制信号，所述加热电阻用于发热，以使所述测温模组处于恒温状态，其中，所述第一控制信号用于确定所述待测目标的温度。

本申请实施例中，测温模组通过温敏电阻接收待测目标辐射的光信号，温敏电阻对温度敏感，其电阻会随着温度变化而变化，通过所述温敏电阻的电流也随之变化，从而产生第一电信号，第一电信号用于确定能够控制加热电阻发热的第一控制信号，第一控制信号控制发热电阻发热从而形成闭环控制，使得测温模组处于恒温状态。根据第一控制信号的变化能够直接反应待测目标辐射的光信号从而确定待测目标的温度。

本申请实施例中，加热电阻与温敏电阻接触，即加热电阻与温敏电阻紧密连接在一起，一方面，加热电阻在第一控制信号的控制下发热，能够加热自身并通过热传导加热温敏电阻，快速消除温敏电阻因接收光信号而发生的温度变化，另一方面，温敏电阻也能够通过与加热电阻的紧密连接更加快速、准确地感受测温模组当前的温度，提高测温模组的工作效率。

本申请实施例通过加热电阻和温敏电阻组成的测温模组进行非接触式测温，与传统需要进行大体积封装、功耗较大的热电堆式测温装置相比，本申请实施例的测温装置使用测温模组而非热电堆，利用加热电阻和温敏电阻的组合进行测温，加热电阻与温敏电阻紧密接触，在保证测温准确、高效的同时，使得测温模组的体积较小、成本较低，从而减小了测温装置的体积、降低测温装置的成本；另外，体积小使得测温模组的热容也较小，能够减少由于体积较大、热容较大造成的功耗浪费，从而降低测温装置的功耗。

在一种可能的实现方式中，所述衬底上设置有隔热槽，所述隔热槽环绕于所述加热电阻和温敏电阻四周。

本申请实施例中，在加热电阻和温敏电阻四周设置隔热槽，能够有效隔绝由于衬底的热效应对加热电阻和温敏电阻的影响，减小器件的工作环境对器件造成的共模干扰，帮助提高该非接触式测温装置模组的测量准确性并进一步降低测温模组的功耗。

在一种可能的实现方式中，所述衬底包括第一衬底和第二衬底，所述加热电阻和所述温敏电阻设置于所述第一衬底上，所述第一衬底设置于所述第二衬底上，所述第二衬底设置有通孔，所述通孔位于所述加热电阻和所述温敏电阻的下方以形成隔热区域。

本申请实施例中，在加热电阻和温敏电阻下方的第二衬底上设置通孔，能够在加热电阻和温敏电阻的下方形成空气隔热层，进一步降低衬底的热效应对加热电阻和温敏电阻的影响，削弱环境对该非接触测温模组的影响，进一步提升非接触测温模组测量的准确性并降低该测温模组的功耗。

在一种可能的实现方式中，所述加热电阻环绕所述温敏电阻或所述温敏电阻环绕所述加热电阻。

本申请实施例中，通过结构设计使得加热电阻环绕温敏电阻或温敏电阻环绕加热电阻，互相接触的加热电阻和温敏电阻的接触面积进一步增大，热传导效应进一步提升，从而提高了进一步降低了测温模组的功耗，提高了测温模组的测温效率。

例如，加热电阻为环形结构环绕于温敏电阻周围，或温敏电阻为环形结构环绕于加热电阻周围，通过互相环绕的结构设计能够增大加热电阻和温敏电阻的物理连接，增强加热电阻和温敏电阻的热传导，降低测温模组的功耗并提高该测温模组的测温效率。

在一种可能的实现方式中，所述加热电阻包括第一加热电阻和第二加热电阻，所述第一加热电阻和所述第二加热电阻接触且均与所述温敏电阻接触，所述第一控制信号用于控制所述第一加热电阻和所述第二加热电阻发热，以使所述测温模组处于恒温状态。

本申请实施例中，通过互相接触的两个加热电阻与一个温敏电阻的组合进行测温，能够更加快速、高效地维持测温模块处于恒温状态，避免在检测一个待测目标后，由于测温模块没有及时恢复恒温状态而导致的测温误差，提高测温模块测温的准确性以及测温效率。

在一种可能的实现方式中，所述温敏电阻包括第一温敏电阻和第二温敏电阻，所述第一温敏电阻和所述第二温敏电阻接触且均与所述加热电阻接触，所述第一温敏电阻和所述第二温敏电阻用于接收所述光信号并分别根据所述光信号产生所述第一电信号，所述第一电信号用于产生控制所述加热电阻发热的第一控制信号。

本申请实施例中，通过互相接触的两个温敏电阻与一个加热电阻的组合进行测温，能够更加快速地通过第一电信号反馈测温模组的温度，从而使得测温模组在闭环控制下恢复恒温状态，从而避免由于测温模块没有及时恢复恒温状态而导致的测温误差，提高测温模块测温的准确性以及测温效率。

在一种可能的实现方式中，所述第一加热电阻和所述第二加热电阻为相同材料的电阻。

在一种可能的实现方式中，所述第一温敏电阻和所述第二温敏电阻为相同材料的电阻。

本申请实施例中，两个以上的加热电阻或温敏电阻均采用相同的材料制备，便于生产，能够提高测温模组的生产效率。

在一种可能的实现方式中，所述加热电阻与所述温敏电阻均为远红外吸收材料，所述加热电阻与所述温敏电阻的远红外吸收材料的远红外吸收系数均大于或等于80％。

在一种可能的实现方式中，所述光信号为远红外光，所述测温模组还包括：远红外滤光片，设置于所述加热电阻和所述温敏电阻上方，用于透过所述远红外光并阻挡非远红外光。

本申请实施例中，利用待测目标辐射的远红外光进行测温，在由远红外吸收材料制备而成的加热电阻和温敏电阻的上方设置远红外滤光片，使得加热电阻和温敏电阻仅接收远红外光，避免了非远红外光对测温模块温度的影响，提高了该测温模块测温的准确性。

在一种可能的实现方式中，所述测温模组还包括：支撑件，所述远红外滤光片通过所述支撑件设置于所述加热电阻和所述温敏电阻的上方。

在一种可能的实现方式中，所述测温模组还包括：远红外微透镜，设置于所述远红外滤光片上方，用于调整所述加热电阻和所述温敏电阻接收所述远红外光的视场角。

本申请实施例中，在远红外滤光片的上方进一步设置了远红外微透镜，能够控制远红外测温装置的视场角，扩大测温模组的检测范围，提升测温模组的整体性能。

在一种可能的实现方式中，所述加热电阻为石墨烯油墨、碳纳米管油墨、炭黑油墨或金属电阻中的至少一种。

在一种可能的实现方式中，所述温敏电阻的材料的温敏系数绝对值大于或等于1.5％。

在一种可能的实现方式中，所述温敏电阻的材料为石墨烯油墨或钒氧化合物中的至少一种。

在一种可能的实现方式中，所述衬底为柔性聚酰亚胺材料。

本申请实施例中，通过采用柔性聚酰亚胺材料作为衬底，柔性聚酰亚胺材料成本低且质轻，在其上设置加热电阻和温敏电阻，在降低成本的同时，使得该测温模组的体积更小，更加轻薄。

在一种可能的实现方式中，所述加热电阻和所述温敏电阻均刷涂于所述衬底上。

本申请实施例中，加热电阻和温敏电阻均通过刷涂工艺设置于衬底上，通过简单的刷涂工艺即可制备非接触式测温装置的测温模组，加热电阻与温敏电阻物理连接实现精准的温度测量，通过刷涂工艺制备的该测温模组能够更加轻薄，体积更小，使得测温模组更加轻薄的同时降低功耗，降低测温模块的生产成本，提高生产效率。

在一种可能的实现方式中，所述第一衬底压焊于所述第二衬底上。

本申请实施例中，通过压焊工艺将第一衬底设置于第二衬底上，使得其上设置有加热电阻与温敏电阻的第一衬底和其上设置有通孔的第二衬底能够分开同时加工，提高加工效率。

第二方面，提供一种非接触式测温装置，包括：

至少一个如第一方面任一种可能的实现方式中的测温模组，用于接收待测目标辐射的光信号，根据所述光信号产生第一电信号；控制电路，与所述测温模组测温模组电连接，用于根据所述第一电信号产生第一控制信号，所述第一控制信号用于确定所述待测目标的温度。

本申请实施例中，采用第一方面所述的体积小且轻薄的测温模块，通过控制电路对测温模块进行恒温闭环控制，根据第一电信号产生第一控制信号并根第一控制信号确定待测目标的温度，实现高效、准确的测温。本申请实施例所述的非接触测温装置能够在保证测量准确度的情况下，实现小体积、低功耗。

在一种可能的实现方式中，所述至少一个第一方面任一种可能的实现方式中的测温模组包括：参考测温模组，所述参考测温模组上方设置有挡板，所述挡板用于阻挡所述光信号传输至所述参考测温模组；所述参考测温模组用于屏蔽所述光信号，以使所述参考测温模组保持恒温状态，并在所述恒温状态下产生第二电信号；所述控制电路用于根据所述第二电信号产生第二控制信号，所述第一控制信号和所述第二控制信号用于确定所述待测目标的温度。

本申请实施例中，在非接触式测温装置中设置了参考测温模组，测温时同时使用测温模组和参考测温模组，其中，参考测温模组接收待测目标辐射的光信号，参考测温模组不接收待测目标辐射的光信号，使得参考测温模组一直处于恒温状态不受光信号的影响，从而能够提供第二控制信号作为参考，参考测温模组不接收待测目标辐射的光信号产生的第二控制信号与测温模组在接收待测目标辐射的光信号后得到的第一控制信号进行差分计算，能够进一步降低传感器基底引起的共模温度干扰，降低温漂对温度测量的影响，提升非接触式测温装置的准确度。

在一种可能的实现方式中，所述测温装置还包括：补强板，所述至少一个第一方面任一种可能的实现方式中的测温模组设置于所述补强板上。

本申请实施例中，在测温模组下方设置补强板，能够改善由于柔性衬底可能导致的机械强度不足问题，使得测温装置能够适应更广泛的应用场景，扩展非接触式测温装置的应用。

在一种可能的实现方式中，所述补强板包括相邻的第一部分和第二部分，所述至少一个如第一方面任一种可能的实现方式中的测温模组设置于所述第一部分，所述控制电路设置于所述第二部分。

在一种可能的实现方式中，所述补强板为印刷电路板。

本申请实施例中，直接采用印刷电路板作为补强板，简化了远红外测温装置的电路连接结构，使得该远红外测温装置更加便于生产，降低了生产成本并提升了生产效率。

在一种可能的实现方式中，所述至少一个如第一方面任一种可能的实现方式中的测温模组的衬底为同一衬底，所述至少一个如第一方面任一种可能的实现方式中的测温模组在所述衬底上相邻排布。

在一种可能的实现方式中，所述衬底包括相邻的第三部分和第四部分，其中，所述至少一个如第一方面任一种可能的实现方式中的测温模组设置于所述第三部分，所述控制电路设置于所述第四部分。

第三方面，提供一种电子设备，包括：如第二方面任一种可能的实现方式中的非接触式测温装置。

附图说明

图1是本申请一种测温模组的示意性结构图。

图2a和图2b是本申请两种测温模组的俯视图。

图3a、图3b和图3c是集中测温模组中加热电阻和温敏电阻的排布及走线示意图。

图4是本申请另一种测温模组的示意图。

图5a和图5b是本申请两种非接触式测温装置的示意性结构图。

图6a和图6b是本申请非接触式测温装置中两种测温模组的排布俯视图。

图7是本申请另一种非接触式测温装置的示意性结构图。

图8a和图8b是本申请电子设备的示意性结构图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

图1是本申请实施例一种非接触测温装置中的测温模组100的示意性结构图，如图所示，该测温模组100包括：加热电阻102、温敏电阻103、和衬底104。

其中，加热电阻102和温敏电阻103均设置于衬底104上，加热电阻102和温敏电阻103保持紧密的接触，温敏电阻103能够接收待测目标辐射的光信号，加热电阻102能够在控制信号的控制下发热，通过热传导加热温敏电阻从而使整个测温模组处于恒温状态。

该测温模组的测温过程如下：

加热电阻102在测温装置产生的第一控制信号的控制下发热，通过与温敏电阻103的接触进行热传导，使得加热电阻102与温敏电阻103达到一致的恒温状态，当测温模块接收待测目标辐射的光信号后，温敏电阻103对温度敏感，阻值将发生变化，从而产生与待测目标温度相关的第一电信号，反馈至测温装置中，测温装置为了维持测温模块的恒温状态，将根据第一电信号再次产生第一控制信号，控制加热电阻102的加热，示例性地，若温敏电阻103接收光信号后温度降低，控制加热电阻102延长加热时间，若温敏电阻103接收光信号后温度升高，控制加热电阻102缩短加热时间。上述闭环恒温控制过程使得待测目标的温度与第一控制信号具有相关性，从而根据第一控制信号能够测量待测目标的温度。

本实施例中，一方面，加热电阻与温敏电阻接触，有利于加热电阻和温敏电阻之间的热传导，能够准确控制温敏电阻的温度从而使得测温模组处于恒温装态，准确检测待测目标的温度；另一方面，与传统需要进行大体积封装、功耗较大的热电堆式测温装置相比，本申请实施例的测温装置使用测温模组而非热电堆，利用加热电阻和温敏电阻的组合进行测温，加热电阻与温敏电阻紧密接触，在保证测温准确、高效的同时，使得测温模组的体积较小、成本较低，从而减小了测温装置的体积、降低测温装置的成本；另外，体积小使得测温模组更加便于封装，其热容也较小，能够减少由于体积较大、热容较大造成的功耗浪费，从而降低测温装置的功耗。

图2a和图2b是本申请实施例测温模组100的俯视图。

可选地，衬底104上设置有隔热槽105，隔热槽105设置在加热电阻102和温敏电阻103的四周。

具体地，如图2a所示，衬底104上设置有一个隔热槽105，该隔热槽105具有一体式结构，加热电阻102和温敏电阻103位于该一体式槽结构的内部。应理解，图中该一体式槽结构为圆形，但不限于此，也可以是其他例如矩形等形状。

如图2b所示，衬底104上也可以设置多个隔热槽105，隔热槽105具有分体式结构，加热电阻102和温敏电阻103被多个隔热槽105包围。

本实施例通过在加热电阻和温敏电阻四周设置隔热槽，使得加热电阻与温敏电阻被隔热槽环绕，能够有效隔绝由于衬底的热效应对加热电阻和温敏电阻的温度的影响，减小器件的工作环境对器件造成的共模干扰，帮助提高该测温模组的测量准确度并降低测温模组的功耗。

可选地，如图1所示，在一个实施例中，衬底104包括：第一衬底1041和第二衬底1042，其中，第一衬底1041上设置有加热电阻102和温敏电阻103，第二衬底1042上设置有通孔106，通孔106同时位于加热电阻102个温敏电阻103的下方，形成加热电阻102和温敏电阻103与第二衬底1042的隔热区域。本实施例中，第一衬底1041和第二衬底1042是分体化的两个衬底，第一衬底1041具有沿其厚度相对的第一表面和第二表面，第二衬底1042具有沿其厚度相对的第三表面和第四表面，其中，加热电阻102和温敏电阻103设置于第一表面上，通孔106设置于第四表面上，第二表面和第三表面通过压焊等工艺连接。

应理解，除上述分体化设计外，第一衬底1041与第二衬底1042也可以是一体化的一个衬底，即衬底104具有沿其厚度相对的第五表面和第六表面，其中，第五表面上设置有加热电阻102和温敏电阻103，第六表面上设置有通孔106。

应理解，第一衬底1041和第二衬底1042可以采用相同材料的衬底，也可以使用不同的材料的衬底；优选地，采用相同的材料的衬底。

本实施例通过在第二衬底上设置隔热区域，使得该区域充满热传递系数较低的空气，该隔热区域位于加热电阻和温敏电阻二者的下方，能够进一步隔绝衬底、环境等因素对加热电阻和温敏电阻的温度的影响，使得加热电阻和温敏电阻区域的处于恒温状态，避免衬底、环境对恒温状态的干扰，从而使得测温模组的测温更加准确。

可选地，加热电阻102和温敏电阻103刷涂于衬底104上。

本实施例中，加热电阻和温敏电阻通过刷涂工艺设置于衬底上，通过简单的刷涂工艺即可制备非接触式测温装置的测温模组，加热电阻与温敏电阻物理连接实现精准的温度测量，通过刷涂工艺制备的该测温模组能够更加轻薄，体积更小，使得测温模组更加轻薄的同时降低功耗，降低测温模块的生产成本，提高生产效率。

可选地，第一衬底1041压焊于第二衬底1042上。

本申请实施例中，通过压焊工艺将第一衬底设置于第二衬底上，使得其上设置有加热电阻与温敏电阻的第一衬底和其上设置有通孔的第二衬底能够分开同时加工，提高加工效率。

可选地，加热电阻102和温敏电阻103均为远红外吸收材料，远红外吸收材料的远红外吸收系数大于或等于80％。

本实施例通过远红外吸收材料制备加热电阻和温敏电阻，仅吸收待测目标的远红外光，利用物体产生热辐射时辐射最强的远红外光进行测温，能够保证辐射测温的准确性。

本实施例采用远红外吸收系数较大的材料，即远红外吸收系数大于或等于80％的材料作为加热电阻和温敏电阻的材料，对远红外光的灵敏度较高，加热电阻和温敏电阻吸收远红外光后的温度变化更为明显，从而使得温敏电阻的阻值变化也更明显，避免因测温模组对远红外光不敏感，温敏电阻阻值变化较小造成的对待测目标的温度无法进行响应的情况，帮助提升测温装置的灵敏度。

可选地，加热电阻102的材料为石墨烯加热硅胶、石墨烯油墨、碳纳米管油墨、炭黑油墨或金属电阻中的至少一种。

应理解，加热电阻采用低温敏系数的材料制备，示例性地，采用石墨烯加热胶。

本实施例中，采用低温敏系数的材料制备加热电阻，使得加热电阻的阻值对温度不敏感，不会随温度变化而变化，即加热电阻在接受光信号温度发生变化后，其阻值不会改变，使得第一控制信号能够稳定控制加热电阻发热，保证测温模组的正常测温。

可选地，温敏电阻103的材料的温敏系数绝对值大于或等于1.5％。

可选地，温敏电阻103的材料为石墨烯纳米粉硅胶、石墨烯油墨或钒氧化合物中的至少一种。

应理解，温敏电阻的温敏系数可以为正温敏系数也可以为负温敏系数，温敏电阻，示例性地，采用石墨烯纳米粉胶材料制备。

本申请实施例中，采用高温敏系数的材料制备温敏电阻，使得温敏电阻对温度的响应更加灵敏，在接收待测目标的光信号后能够产生信号更强的第一电信号，避免因第一信号强度较小造成的测温不准确，提升测温模组测温的灵敏度与准确度。

可选地，衬底104为柔性聚酰亚胺材料。

应理解，在衬底104具有第一衬底1041和第二衬底1042的情况下，第一衬底1041为柔性聚酰亚胺材料，第二衬底1042可以是柔性聚酰亚胺材料，也可以是其他硬质材料，形成隔热区域106的同时进一步强化远红外装置300的机械强度。

本实施例通过采用柔性聚酰亚胺材料作为衬底刷涂加热电阻和温敏电阻，在降低成本的同时，使得该远红外测温装置的体积更小，更加轻薄。

图3a、图3b和图3c展示了测温模组100中加热电阻和温敏电阻可能的排布及走线方式的俯视图。

可选地，加热电阻102与温敏电阻103如图3a所示，被刷涂成矩形结构并且互相接触，焊盘301与焊盘302均位于矩形结构内部并通过导线与外部电路连接。

可选地，如图3b所示，加热电阻102和温敏电阻103被刷涂成圆形和环形结构且环形的加热电阻102或温敏电阻103围绕圆形的温敏电阻103或加热电阻102，焊盘303位于圆形区域的圆心处，焊盘304位于圆形区域与环形区域的交界处并通过导线与外部电路连接。在图3b中，仅示出了环形区域为加热电阻102，圆形区域为温敏电阻103的情况，实际上也可以是环形区域为温敏电阻103，圆形区域为加热电阻102。

加热电阻为环形结构环绕于温敏电阻周围，或温敏电阻为环形结构环绕于加热电阻周围，通过互相环绕的结构设计增大加热电阻和温敏电阻的接触面积增大，增强加热电阻和温敏电阻的热传导，降低远红外测温装置的功耗并提高该装置的性能。

可选地，如图3c所示测温模组100还可包括多个加热电阻102和/或多个温敏电阻103。图中仅示出测温模组包括两个加热电阻和一个温敏电阻的情况。

具体地，加热电阻102包括第一加热电阻1021和第二加热电阻1022，第一加热电阻1021与第二加热电阻1022接触且均与温敏电阻103接触。或温敏电阻103包括第一温敏电阻1031和第二温敏电阻1032，第一温敏电阻1031与第二温敏电阻1032接触且均与加热电阻102接触。示例性的，在图3c中加热电阻和温敏电阻被刷涂成圆形，焊盘305、306以及307分别位于圆形的圆心处并通过导线与外部电路连接。此时，第一控制信号用于控制第一加热电阻1021和第二加热电阻1022同时发热，加热温敏电阻103，使测温模组处于恒温状态，或第一温敏电阻1031和第二温敏电阻1032同时接收光信号并分别根据光信号产生第一电信号，第一电信号用于产生控制加热电阻102发热的第一控制信号，从而通过恒温闭环控制实现待测目标的温度的检测。

应理解，本实施例示出了测温模组包括两个加热电阻或温敏电阻的情况，但本申请不限于此，测温模组100也可以包括两个加热电阻和两个温敏电阻等多个加热电阻和/或温敏电阻的情况。加热电阻和温敏电阻的形状不限于圆形，也可以被刷涂成矩形、三角形等其他形状。

可选地，第一加热电阻1021和第二加热电阻1022采用相同的材料制备。

可选地，第一温敏电阻1031和第二温敏电阻1032采用相同的材料制备。

本实施例中，两个以上的加热电阻或温敏电阻均采用相同的材料制备，便于生产，例如，使用刷涂工艺制备测温模组时，多个加热电阻或多个温敏电阻能够同时一次刷涂成型，从而提高测温模组的生产效率。

如图4所示，为本申请实施例另一测温模组400的示意图。

可选地，光信号为远红外光，测温模组400还包括：远红外滤光片401。

具体地，远红外滤光片401设置于加热电阻102和温敏电阻103上方，覆盖加热电阻102和温敏电阻103所在的区域，用于透过所述远红外光并阻挡非远红外光。

本实施例中，在由远红外吸收材料制备而成的加热电阻和温敏电阻的上方设置远红外滤光片，使得加热电阻和温敏电阻仅接收远红外光，避免了非远红外光对测温模块温度的影响，能够进一步提高该测温模块测温的准确性。

可选地，测温模组400还包括：支撑件402，远红外滤光片401通过支撑件402设置于加热电阻102和温敏电阻103的上方。

应理解，远红外滤光片401也可以直接通过粘贴、压焊等方式设置于加热电阻102和温敏电阻103的上方。

可选地，测温模组400还包括：远红外微透镜403，设置于远红外滤光片402的上方，用于控制加热电阻102和温敏电阻103接收所述远红外光的视场角。远红外微透镜403能够扩大测温模组400的视场角，从而扩大测温模组400的检测范围。应理解，远红外微透镜403可以是普通光学透镜，也可以是能够阻挡非远红外光的透镜。

本申请实施例中，在远红外滤光片的上方进一步设置了远红外微透镜，能够控制远红外测温装置的视场角，扩大远红外测温装置的检测范围，提升装置的整体性能。

可选地，如图4所示，衬底104中还设置有使得加热电阻102和温敏电阻103能够与外部电路电连接的互连结构107。

图5a和图5b为本申请两种非接触式测温装置的示意图。

非接触式测温装置500a包括：

至少一个测温模组100，用于接收待测目标辐射的光信号，并根据该光信号产生第一电信号；

控制电路501(图中控制电路501以芯片的形态设置于所述测温装置中)，测温模组100或400通过互连结构107与芯片501电连接，或通过互连结构107和外部导线与芯片501电连接。芯片501用于根据第一电信号产生第一控制信号，第一控制信号用于确定待测目标的温度。

非接触式测温装置500b包括：

至少一个测温模组400，用于接收待测目标辐射的光信号，并根据该光信号产生第一电信号；

芯片501，测温模组100或400通过互连结构107与芯片501电连接，或通过互连结构107和外部导线与芯片501电连接。芯片501用于根据第一电信号产生第一控制信号，第一控制信号用于确定待测目标的温度。

本实施例中，采用本申请实施例中体积小且轻薄的测温模块，通过芯片对测温模块进行恒温闭环控制，测温装置根据第一电信号产生第一控制信号并根第一控制信号确定待测目标的温度，实现高效、准确的测温。本申请实施例所述的非接触测温装置能够在保证测量准确度的情况下，实现小体积、低功耗。

可选地，如图5所示，测温装置500还包括：补强板502，至少一个测温模组100或400设置于补强板502上。

本实施例中，在测温模组下方设置补强板，能够改善由于使用柔性衬底造成的机械强度较弱的问题，增加测温装置的整体机械强度，使得装置能够适应更广泛的应用场景，扩展非接触式测温装置的应用。

可选地，补强板502为印刷电路板。

应理解，补强板是为了改变远红外测温装置的机械强度而设置，本申请实施例示例性地使用印刷电路板，其他所有硬质基板均可作为补强板应用于远红外测温装置300中。

本实施例直接采用印刷电路板作为补强板，测温模组与芯片均可直接设置在补强板上，并通过印刷电路板实现电连接，简化了远红外测温装置的电路连接结构，使得该远红外测温装置更加便于生产，降低了生产成本并提升了生产效率。

下面介绍，芯片501与测温模组100或400的位置关系。

图6a和图6b示出了非接触式远红外测温装置中至少一个测温模组的排布俯视图。至少一个测温模组100的衬底104为同一衬底，至少一个测温模组100在衬底104上相邻排布。

可选地，如图6a所示，补强板502包括相邻的第一部分和第二部分，至少一个测温模组100设置于第一部分，芯片501设置于第二部分。

可选地，如图6b所示，衬底104包括相邻的第三部分和第四部分，至少一个测温模组100设置于第三部分，芯片501设置于第四部分。

需注意，图6a和图6b仅为了展示测温装置中测温模组一种可能的排布方式，图6a和图6b中的测温模组100也可以替换为测温模组400，图6a和图6b中的测温模组可以全部是测温模组100或测温模组400，也可以部分是测温模组100，部分是测温模组400，本申请实施例对此不做限定。

图7为本申请实施例另一非接触式测温装置700的示意图。(图中仅示出测温装置700包括至少一个测温模组400的情况)

在测温装置700中，至少一个测温模组100或400还包括：

参考测温模组701，用于屏蔽光信号，以使参考测温模组701保持恒温状态，并在该恒温状态下产生第二电信号；

芯片501用于根据第二电信号产生第二驱动信号，第一控制信号和第二控制信号用于确定待测目标的温度。

具体地，参考测温模组701与测温模组100或400的结构相同，也包括加热电阻702和温敏电阻703，以及衬底704。应理解，衬底104和衬底704可以是同一个衬底，也可以是不同的衬底，本申请实施例对此不做限制。参考测温模组701的上方设置有挡板705，用于阻挡远红外光传输至参考测温模组701。

本申请实施例中，在非接触式测温装置中设置了参考测温模组，测温时同时使用测温模组和参考测温模组，其中，参考测温模组不接收待测目标辐射的光信号，使得参考测温模组一直处于恒温状态不受光信号的影响，从而能够提供第二控制信号作为参考，参考测温模组不接收待测目标辐射的光信号产生的第二控制信号与测温模组在接收待测目标辐射的远红外光后得到的第一控制信号进行差分计算，能够进一步降低工作环境(例如衬底的热传递效应)对器件造成的共模干扰，降低温漂对温度测量的影响，提升非接触式测温装置的准确度。

可选地，挡板705为能阻挡远红外光的金属材料。

可选地，非接触式测温装置300还包括：远红外滤光片706和远红外微透镜707，均设置于参考测温模组701的上方。

应理解，远红外滤光片706也可以是远红外滤光片402，即测温模组100或400与参考测温模组701可以共用远红外滤光片(图中未示出)，同理，测温模组100或400与参考测温模组701也可以共用远红外微透镜。

本实施例中，参考测温模组仅比测温模组增加一个挡板结构，在生产过程中可以同时生产测温模组和参考测温模组，一方面，简化了生产流程，提高了生产效率；另一方面，为参考测温模组提供了与测温模组完全一致的环境和条件，提高了温度检测的准确性。

可选地，芯片501包括：恒温控制电路，恒温控制电路与加热电阻102和温敏电阻103电连接，用于采集温敏电阻出的第一电信号或第一电信号和第二电信号，并根据该第一电信号产生第一控制信号，或根据该第一电信号和第二电信号产生第一控制信号和第二控制信号，从而控制测温模组保持恒温状态。

可选地，芯片501根据第一控制信号或第一控制信号和第二控制信号确定待测目标的温度。本申请实施例中待测目标的温度以通过芯片501来确定，也可以通过测温装置外接设备中的主控来确定，本申请实施例对此不做限定。

具体地，在检测待测目标的温度时，加热电阻102首先在第一控制信号的控制下将测温模组100或400、参考测温模组701调节至一个目标温度，示例性地，该目标温度的范围为50-80℃。测温模组100或400接收待测目标辐射的光信号(例如，远红外光)后温度发生变化，温敏电阻103据此产生第一电信号，恒温控制电路采集该第一电信号并通过第一电信号确定用于控制加热电阻发热的第一控制信号，恒温控制电路向加热电阻102发送第一控制信号控制加热电阻102将测温模组100或400的温度调回至目标温度，从而维持测温模组100或400的温度处于恒温状态；同时，参考测温模组701由于没有接收光信号，温度一致保持不变，仍处于目标温度，温敏电阻103此温度下产生第二电信号，恒温控制电路根据第二电信号产生第二控制信号，测温装置最终根据第一控制信号与第二控制信号进行差分计算，确定待测目标的温度。

本实施例中的测温装置通过芯片中的恒温控制电路实现对测温模组和参考测温模组的恒温控制，通过拟合控制加热电阻发热的控制信号与检测待测目标的温度的关系形成热辐射传输模型，从而实现精确的非接触温度测量。

可选地，通过第一控制信号或第一控制信号与第二控制信号的脉宽确定待测目标的温度。

本申请实施例还提供电子设备800a和电子设备800b，如图8a和图8b所示，包括：本申请任一实施例所述的非接触式测温装置500或700。

本申请通过将低温敏系数的加热电阻和高温敏系数的温敏电阻以紧密接触的方式组合，能够采用简单的刷涂工艺在衬底上刷涂电阻材料即可制备用于远红外温度检测的测温模组，该工艺成工艺简单且成本较低，能够有效节省远红外测温装置的成本，提高非接触式测温装置的生产效率。本申请的技术方案通过采用低成本的柔性聚酰亚胺衬底来涂刷加热电阻和温敏电阻，能够减小器件的体积，制备得到小而薄的远红外测温器件，器件体积的减小导致器件的热容也减小，能够节省功耗。本申请通过控制加热电阻发热，温敏电阻反馈测温模组的温度，从而使得测温模组处于恒温状态，并通过对测温模组的恒温控制进行测温。本申请还通过设置不接收远红外光的参考测温模组，与测温模组进行差分处理检测待测目标的温度，能够进一步降低温漂对温度检测的影响，提升装置的测量准确度。

作为示例而非限定，本申请实施例中的电子设备可以包括能实现完整或部分功能的设备，例如智能手机、智能手表或智能眼镜等；也可以包括只专注于某一类应用功能，且需要和其它设备例如智能手机等配合使用的设备，例如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等。深度检测装置可以用于测量检测目标的深度信息，控制单元可以接收所述深度信息以对所述电子设备的至少一项功能进行操作控制，例如可以根据测得的人脸的深度信息进行基于距离的拍照辅助对焦，或者根据该深度信息对电子设备进行解锁，等等。

通过以上实施方式的描述，所属领域的技术人员可以了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

需要说明的是，在不冲突的前提下，本申请描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合，组合之后得到的技术方案也应落入本申请的保护范围。

还需要说明的是，在本申请实施例和所附权利要求书中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。例如，在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“上述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (27)

1.一种非接触式测温装置中的测温模组，其特征在于，所述测温模组包括：

衬底；

加热电阻和温敏电阻，所述加热电阻和所述温敏电阻设置于所述衬底上，所述加热电阻和所述温敏电阻接触；所述温敏电阻用于接收待测目标辐射的光信号并将根据所述光信号产生第一电信号，所述第一电信号用于产生控制所述加热电阻发热的第一控制信号，所述加热电阻用于发热，以使所述测温模组处于恒温状态，其中，所述第一控制信号用于确定所述待测目标的温度。

2.根据权利要求1所述的测温模组，其特征在于，所述衬底上设置有隔热槽，所述隔热槽环绕于所述加热电阻和温敏电阻四周。

3.根据权利要求1所述的测温模组，其特征在于，所述衬底包括第一衬底和第二衬底，所述加热电阻和所述温敏电阻设置于所述第一衬底上，所述第一衬底设置于所述第二衬底上，所述第二衬底设置有通孔，所述通孔位于所述温敏电阻和所述加热电阻的下方以形成隔热区域。

4.根据权利要求1所述的测温模组，其特征在于，所述加热电阻环绕所述温敏电阻或所述温敏电阻环绕所述加热电阻。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的测温模组，其特征在于，所述加热电阻包括第一加热电阻和第二加热电阻，所述第一加热电阻和所述第二加热电阻接触且均与所述温敏电阻接触，所述第一控制信号用于控制所述第一加热电阻和所述第二加热电阻发热，以使所述测温模组处于恒温状态。

6.根据权利要求5所述的测温模组，其特征在于，所述第一加热电阻和所述第二加热电阻为相同材料的电阻。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的测温模组，其特征在于，所述温敏电阻包括第一温敏电阻和第二温敏电阻，所述第一温敏电阻和所述第二温敏电阻接触且均与所述加热电阻接触，所述第一温敏电阻和所述第二温敏电阻用于接收所述光信号并分别根据所述光信号产生所述第一电信号，所述第一电信号用于产生控制所述加热电阻发热的第一控制信号。

8.根据权利要求7所述的测温模组，其特征在于，所述第一温敏电阻和所述第二温敏电阻为相同材料的电阻。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的测温模组，其特征在于，所述加热电阻与所述温敏电阻均为远红外吸收材料，所述远红外吸收材料的远红外吸收系数均大于或等于80％。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的测温模组，其特征在于，所述光信号为远红外光，所述测温模组还包括：

远红外滤光片，设置于所述加热电阻与所述温敏电阻上方，用于透过所述远红外光并阻挡非远红外光。

11.根据权利要求10所述的测温模组，其特征在于，所述测温模组还包括：

支撑件，所述远红外滤光片通过所述支撑件设置于所述加热电阻和所述温敏电阻的上方。

12.根据权利要求11所述的测温模组，其特征在于，所述测温模组还包括：

远红外微透镜，设置于所述远红外滤光片上方，用于调整所述加热电阻和所述温敏电阻接收所述远红外光的视场角。

13.根据权利要求1-4中任一项所述的测温模组，其特征在于，所述加热电阻为石墨烯油墨、碳纳米管油墨、炭黑油墨或金属电阻中的至少一种。

14.根据权利要求1-4中任一项所述的测温模组，其特征在于，所述温敏电阻的材料的温敏系数绝对值大于或等于1.5％。

15.根据权利要求1-4中任一项所述的测温模组，其特征在于，所述温敏电阻为石墨烯油墨或钒氧化合物中的至少一种。

16.根据权利要求1-4中任一项所述的测温模组，其特征在于，所述衬底为柔性聚酰亚胺材料。

17.根据权利要求1-4中任一项所述的测温模组，其特征在于，所述加热电阻和所述温敏电阻均刷涂于所述衬底上。

18.根据权利要求3所述的测温模组，其特征在于，所述第一衬底压焊于所述第二衬底上。

19.一种非接触式测温装置，其特征在于，所述测温装置包括：

至少一个如权利要求1-18任一项所述的测温模组，用于接收待测目标辐射的光信号，并根据所述光信号产生第一电信号；

控制电路，与所述测温模组电连接，用于根据所述第一电信号产生第一控制信号，所述第一控制信号用于确定所述待测目标的温度。

20.根据权利要求19所述的测温装置，其特征在于，所述至少一个如权利要求1-18任一项所述的测温模组包括：

参考测温模组，所述参考测温模组上方设置有挡板，所述挡板用于阻挡所述光信号传输至所述参考测温模组；

所述参考测温模组用于屏蔽所述光信号，以使所述参考测温模组保持恒温状态，并在所述恒温状态下产生第二电信号；

所述控制电路用于根据所述第二电信号产生第二控制信号，所述第一控制信号和所述第二控制信号用于确定所述待测目标的温度。

21.根据权利要求19所述的测温装置，其特征在于，所述测温装置还包括：

补强板，所述至少一个如权利要求1-18中任一项所述的测温模组设置于所述补强板上。

22.根据权利要求21所述的测温装置，其特征在于，所述补强板包括相邻的第一部分和第二部分，所述至少一个如权利要求1-18中任一项所述的测温模组设置于所述第一部分，所述控制电路设置于所述第二部分。

23.根据权利要求21所述的测温装置，其特征在于，所述至少一个如权利要求1-18中任一项所述的测温模组压焊于所述补强板上。

24.根据权利要求21-23中任一项所述的测温装置，其特征在于，所述补强板为印刷电路板。

25.根据权利要求19-23中任一项所述的测温装置，其特征在于，所述至少一个如权利要求1-18中任一项所述的测温模组的衬底为同一衬底，所述至少一个如权利要求1-18中任一项所述的测温模组在所述衬底上相邻排布。

26.根据权利要求25所述的测温装置，其特征在于，所述衬底包括相邻的第三部分和第四部分，其中，所述至少一个如权利要求1-18中任一项所述的测温模组设置于所述第三部分，所述控制电路设置于所述第四部分。

27.一种电子设备，其特征在于，包括：

如权利要求19-26中任一项所述的非接触式测温装置。

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