CN1208334A - 辐射体温计 - Google Patents
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Abstract
一种辐射体温计包括:导光管,以引导来自测温对象的红外线辐射;第一红外线传感器,以检测来自导光管的红外线辐射;感温传感器,它产生基准温度信号;基准腔,它有与导光管大致相同的温度条件,且被密封以遮断来自外侧的红外线辐射;第二红外线传感器,以检测来自基准腔的红外线辐射;温度计算装置,以根据来自第一红外线传感器、第二红外线传感器、以及感温传感器的信号来计算温度值;以及显示装置,用根据来自温度计算装置的信号显示温度值;至少是导光管或基准腔从第一或第二红外线传感器侧朝导光管辐射入口逐渐变细。
Description
本发明的领域
本发明涉及一种辐射体温计，它可在不接触的情况下检测热辐射能量而测量温度。
相关技术
为了在短时间内测量人体的温度，已经有人建议了一种辐射体温计，它可以选择鼓膜并且在与其不接触的情况下测量其温度。
例如，本发明的申请人在日本专利No.平-7-294117中(如图10和11所示)建议了一种辐射体温计。图10是日本专利No.平-7-294117所揭示的辐射体温计的前视图。
该辐射体温计1是一种设计成用来测量鼓膜温度的体温计，它包括一主体4和一探头2。主体4上设置有一用来显示人体温度的液晶显示元件6，以及一按钮结构的测量开关5。
该辐射体温计1的工作情况如下所述。首先，按下测量开关5，以接通电源开始温度测量。接着，将探头2插入被测者的外耳道，以使其面对着需测量温度的鼓膜。使探头32相对鼓膜正确地取向，随后将探头取出外耳道。液晶显示元件示出在这里测得的最大温度值，从而将鼓膜的温度即人体温度显示出来，让人读取该显示值作为被测者的体温值。
图11是一个局部切除的剖视图，示出了图10中所示之辐射体温计的探头2。
探头2的顶端设置有一滤光片7，它具有透射波长的特性。滤光片7是由例如硅(Si)或氟化钡(BaF2)之类的光学晶体，或者是聚乙烯之类的聚合物制成，该滤光片具有选择地透射红外波长及防尘的功能。
导光管8是用于有效地聚集来自测温对象鼓膜的热辐射的管子，它是由例如紫铜、黄铜、不锈钢之类的金属制成，为提高反射率，其内表面是镜面精加工表面并涂覆了金(Au)。然而，即使进行这种涂覆处理，导光管8的内表面也不可能制成为辐射率为1.00的全反射体，因而导光管的内表面仍或多或少地保持了一定的辐射。
一导光管9是用与导光管8相同的材料制成，对其内表面也以与导光管8相同的方式进行处理，但其一端(滤光片7侧)密封，使来自测温对象的红外线不能进入。此外，导光管9贴近导光管8设置，以便保持大致与导光管8相同的温度。导光管9所要求的条件是与导光管8的温度接近相同，但其材料或内表面的状态不必总是相同。
第一红外线传感器10检测由导光管8聚集的测温对象发射的红外线，也检测导光管8自身的热辐射，而第二红外线传感器11则由于导光管9的顶端密封的缘故而仅检测导光管9自身的热辐射。此外，第二红外线传感器11设置得贴近第一红外线传感器10，从而具有与第一红外线传感器10近似相同的温度。感温传感器12是测定第一红外线传感器10和第二红外线传感器11的温度的传感器。
下面将简单说明第一和第二红外线传感器的工作原理。若导光管8与第一红外线传感器10温度相同，则第一红外线传感器10显然仅仅检测到来自测温对象的红外线辐射。这是因为：虽然导光管8也有热辐射，但由于和红外线传感器10温度相同，若考虑红外线传感器10处的辐射与入射的差，则光电管8的热辐射可忽略。然而，若导光管8与第一红外线传感器10之间产生温度差，则导光管8与第一红外线传感器10的热辐射也有差异，从而使第一红外线传感器10可测出来自测温对象和导光管8的热辐射，因而导光管8的热辐射是不能忽略的。因此，在该发明的辐射体温计中设置第二红外线传感器11，用该传感器检测由与导光管8相同温度条件的导光管9发出的红外线，从受导光管8影响的第一红外线传感器的输出中以适当的比例减去第二红外线传感器11的输出，这样就能不受导光管8温度影响而检测到来自测温对象的红外线辐射。
日本专利特开No.昭61-66131号公报中揭示了另一个已有技术的例子，它不是一体温计，但是一个辐射型温度计。
在这种辐射型温度计中设置有一信号纤维，它可引导来自于测温对象的红外线辐射，并且与日本专利申请No.平-7-294117所揭示之辐射体温计的导光管8相对应，该辐射型温度计还设置有一与导光管9相对应以消除温度测量时干扰影响的干扰纤维。
然而，这些已有技术中存在这样的问题，即：像传统的那样设置两个导光管或纤维将导致朝着测温对象的顶端(即探头)的直径变大，以容纳两个或更多个导光管或纤维。
特别是对需插入外耳道以检测来自鼓膜的红外线辐射的那种辐射体温计而言，存在着这样一个问题，即：在将辐射体温计插入耳孔较小的儿童的外耳道以面对鼓膜时，探头直径较大的辐射体温计较难做到。
为克服这一问题，可考虑制作两个较细的导光管等，但这将导致导光管的辐射出口变小，并因为辐射出口变小而使红外线传感器的初始视野(View)变小。此外，这样还会导致入射能量减小，从而使灵敏度降低。通常，视野变小将导致人射能量降低。还有，一较细的导光管等将导致在导光管内部的红外线反射的次数增大。考虑到在每次反射时都有能量损失，就这一点而言，对灵敏度有不利的影响。
本发明旨在克服前述问题，并提供一种辐射体温计，它具有一朝着测温对象的顶端即探头，该探头做得较细，并且不会降低灵敏度。
为实现上述目的，权利要求1所描述的本发明的特征是，一种辐射体温计，该体温计包括：一导光装置，它设置有一辐射入口和一辐射出口，以便引导来自测温对象的红外线辐射；一第一红外线传感器，用以检测来自所述导光装置的红外线辐射；一感温传感器，它产生一基准温度信号；一基准腔，它有与所述导光装置大致相同的温度条件，并且被密封以遮断来自外侧的红外线辐射；一第二红外线传感器，用以检测来自所述基准腔的红外线辐射；一温度计算装置，用以根据来自所述第一红外线传感器、所述第二红外线传感器、以及所述感温传感器的信号来计算温度值；以及一显示装置，用以根据来自所述温度计算装置的信号来显示温度值；其中，所述探头的内侧设置了所述导光装置和所述基准腔，至少是所述导光装置或所述基准腔从所述第一或第二红外线传感器侧朝辐射入口逐渐变细。
权利要求2所描述的本发明的特征是，在如权利要求1所述的辐射体温计中，所述导光装置包括一管子，所述基准腔包括一支承着所述管子的支承件。
此外，权利要求3所描述的本发明的特征是，在如权利要求1所述的辐射体温计中，所述导光装置包括一管子，所述基准腔包括所述管子的外壁和支承着所述管子的支承件。
此外，权利要求4所描述的本发明的特征是，在如权利要求2和3所述的辐射体温计中，所述支承件包括一高导热元件。
此外，权利要求5所描述的本发明的特征是，在如权利要求4所述的辐射体温计中，所述高导热元件是由铝制成。
此外，权利要求6所描述的本发明的特征是，在如权利要求2和3所述的辐射体温计中，所述第一红外线传感器和所述第二红外线传感器布置成相互平行，并越过所述探头的中心，所述管子的辐射入口大致位于所述探头的中心，所述辐射出口的位置朝着所述第一红外线传感器，因而所述管子相对所述探头的中心线呈对角地设置。
此外，权利要求7所描述的本发明的特征是，在如权利要求2和3所述的辐射体温计中，所述第一红外线传感器处在所述探头的中心线上，而所述管子沿所述中心线定位。
此外，权利要求8所描述的本发明的特征是，在如权利要求1所述的辐射体温计中，所述导光装置和所述基准腔是形成在一个构件内的同一零件之中。
此外，权利要求9所描述的本发明的特征是，在如权利要求1至8中任一项所述的辐射体温计中，所述感温传感器借助粘合剂粘结于所述第一红外线传感器或第二红外线传感器的底面。
此外，权利要求10所描述的本发明的特征是，在如权利要求1至3中任一项所述的辐射体温计中，在所述探头上装配了一用于透射红外线辐射的窗件，以便密封所述导光装置的辐射入口。
此外，权利要求11所描述的本发明的特征是，在如权利要求2和3所述的辐射体温计中，在所述管子上装配了一用于透射红外线辐射的窗件，以便密封导光装置的辐射入口。
此外，权利要求12所描述的本发明的特征是，在如权利要求2和3所述的辐射体温计中，在所述支承件上装配了一用于透射红外线辐射的窗件，以便密封所述导光装置的辐射入口。
如权利要求1所述，基准腔从第二红外线传感器朝导光装置的入口逐渐变细，并且不会降低灵敏度，因而可以提供一种具有较细的、对着测温对象的顶端(即探头)的辐射体温计。此外，即使是导光装置从第一红外线传感器朝导光装置的辐射入口逐渐变细，也可以获得一种具有较细探头的辐射体温计。此外，与传统的具有两个导光管的体温计相比，减少了导光管的数量，因而可以生产出较便宜的辐射体温计。
此外，探头朝其顶端逐渐变细可使辐射出口变宽，从而加大了红外线传感器的面积。较大的红外线传感器面积可使红外线传感器高度灵敏，进而可以提供一个具有噪声较小的一简单放大器的辐射体温计。
此外，如权利要求2所述，利用本发明可以达到这样的效果：基准腔仅通过支承件构成，因而不会形成让红外线辐射从外侧进入基准腔的空间，这样就确实地遮断了来自外侧的红外线辐射。
此外，如权利要求3所述，利用本发明可以达到这样的效果：基准腔是由支承件和导光管的外壁构成，因而基准腔可方便地反射导光管的温度。
此外，如权利要求4所述，利用本发明可以达到这样的效果：导光装置和基准腔可以很容易地保持近似相同的温度。另外，当在导光装置和红外线传感器之间产生温差时，还可以获得使导光装置和红外线传感器很快达到平衡状态。
此外，如权利要求5所述，利用本发明可以达到这样的效果：铝具有较佳的导热性能，通过铝的压铸加工，就可以获得形状复杂的支承件。
此外，如权利要求6所述，利用本发明可以达到这样的效果：可以制得一较细的探头。
如权利要求7所述，利用本发明可以达到这样的效果：支承件的中心轴线与用来插入一作为导光管的管子的孔的中心轴线重合，这样就可以通过切削很方便并精确地对支持件的孔进行精加工。
此外，如权利要求8所述，用作导光管的管子并不是必须的，从而可以节约成本。
此外，如权利要求9所述，利用本发明可以达到这样的效果：可以用较高的精度测量被密封的传感器的温度。
此外，如权利要求10所述，利用本发明可以达到这样的效果：滤光片可以防止水进入探头。
此外，如权利要求11所述，利用本发明可以达到这样的效果：滤光片可以达到与导光管相同的温度，从而可以更精确地测量人体温度。
此外，如权利要求12所述，利用本发明可以达到这样的效果：当滤光片装配于支承件时，该滤光片可以达到接近与支承件(由一导光孔支承的导光装置)相同的温度，从而可以更精确地测量人体温度。
附图简要说明
图1是表示本发明辐射体温计的第一实施例的探头的、局部被切除的剖视图；
图2是表示图1所示辐射体温计的工作原理的说明性方框图；
图3是表示本发明辐射体温计的第二实施例的探头的、局部被切除的剖视图；
图4(a)是沿图3中线A-A’截取的剖视图；图4(b)是沿图3中线B-B’截取的剖视图，图4(c)是沿图3中线C-C’截取的剖视图；
图5是表示本发明辐射体温计的第三实施例的探头的、局部被切除的剖视图；
图6是表示本发明辐射体温计的第四实施例的探头的、局部被切除的剖视图；
图7是表示本发明辐射体温计的第五实施例的探头的、局部被切除的剖视图；
图8是表示本发明辐射体温计的第六实施例的探头的、局部被切除的剖视图；
图9是表示本发明辐射体温计的基准腔形状的一例子的说明性视图；
图10是日本专利申请No.平-7-294117中所建议的辐射体温计的前视图；以及
图11是图10所示的辐射体温计的探头的、局部切除的剖视图。
较佳实施例的描述
下面将结合附图对本发明进行描述。
应予理解的是，本发明辐射体温计的前视图与图10所示的几乎是相同的，因此下面参考图10对本发明的各实施例进行说明。
图1是表示本发明辐射体温计的第一实施例的探头的、局部切除的剖视图。探头2的材料是例如ABS树脂，探头2内部设置有导光管15和支承件16。
导光管15是这样一根管子，它能有效地聚集来自待测量温度的鼓膜的热辐射，它是由诸如紫铜、黄铜或不锈钢之类的金属制成的，并且其内表面是一涂覆有金(Au)的镜面精加工表面，以提高反射率。
导光管15在其顶端设置有具有透射波长特性的滤光片7。所述滤光片7，一用于透射红外线辐射的窗件，是由诸如硅(Si)或氟化钡(BaF2)之类的光学晶体或聚乙烯之类的聚合物构成的，并具有选择地透射红外波长及防尘的功能。导光管15其顶端被倾斜切割，从而使安装于导光管15顶端的滤光片7能垂直于探头的中心线设置。
作为一用来将光导管15支承在探头2内部的支承件16具有如图1所示的形状，从而能形成起到图11中光导管9作用的基准腔17。支承件16是一具有高导热性的构件，由例如铝之类的材料制成。基准腔17在其一端(在滤光片7的一侧上)被密封，从而可以防止来自测温对象的红外线辐射进入。此外，基准腔17紧邻导光管15设置，以变得具有与导光管15近似相等的温度。基准腔17所要求的条件是要达到与导光管15近似相等的温度，但其材料和内表面的状况不必始终是相同的。而且，基准腔17被构造得从第二红外传感器11开始朝着辐射入口15a逐渐变细。
第一红外传感器10是这样一种传感器，它可以对从测温对象发出的、由导光管15聚集的红外线辐射进行检测，但是，它还可以对来自导光管15本身的热辐射进行检测，而第二红外传感器11，由于基准腔17的顶端被密封，是对来自基准腔17本身的热辐射进行检测，此外，第二红外传感器11紧邻第一红外传感器10设置，以便能具有与第一红外传感器10接近相同的温度。一感温传感器12是一检测第一红外线传感器10和第二红外线传感器11的温度的传感器。因此，感温传感器12最好是藉助例如粘结剂12a固定于第一红外传感器10或第二红外传感器11的底面。对于粘结剂12a来说，最好是选择一种具有高导热性的粘结剂(例如高导热性的硅)。
而且，第一红外传感器10和第二红外传感器11都设置得彼此相互平行，并越过探头2的中心，导光管15的辐射入口15a设置在探头2的近似中心位置，辐射出口15b朝着第一红外传感器10设置，从而使导光管15相对探头2的中心线来说是呈对角设置。
图2是表示图1所示辐射体温计的工作原理的说明性方框图。应予理解的是，在图2中，那些与图1中所示相同的零件均由相同的标号标示。
这里简短地说明采用第一及第二红外线传感器10、11的工作原理。若导光管15与第一红外线传感器10的温度相同，显然，第一红外线传感器10能检测仅来自测温对象的红外线辐射。这是因为，虽然导光器15也释放出热辐射，但因与红外线传感器10的温度相同，因此，若考虑红外线传感器10的辐射和入射的差，则导光管8的热辐射可忽略。但是，若导光管15与第一红外线传感器10之间有温度差，在导光管15和第一红外线传感器10之间产生一热辐射差，而使第一红外传感器10检测来自测温对象和导光管15的热辐射，则不能忽略来自导光管15的热辐射。
因此，本发明的辐射体温计设置有第二红外传感器11，以检测来自基准腔17的红外线辐射，所述基准腔被保持在与导光管15相同的温度条件之下，从而能以适当比例、从受到导光管15温度影响的第一红外传感器10的输出中减去第二红外传感器11的输出，从而能不受导光管15的温度影响地检测来自测温对象的红外线辐射。温度计算装置13根据来自第一红外传感器10、第二红外传感器11和感温传感器12的输出，计算温对象的温度，并将该温度显示在显示装置14上。
图3是表示本发明辐射体温计的第二实施例的探头的、局部切除的剖视图。
探头2的材料可以例如是ABS树脂，探头2装在导光管18和支承件19的内部。
导光管18是一能有效聚集来自温度待测鼓膜的热辐射的管子，它由诸如紫铜、黄铜或不锈钢之类的金属制成，并且其内表面是一涂覆有金(Au)的镜面精加工表面，以提高反射率。
探头2在其顶端设置有具有透射波长特性的滤光片7。所述滤光片7，一用于透射红外线辐射的窗件，由诸如硅(Si)或氟化钡(BaF2)之类的光学晶体或聚乙烯之类的聚合物制成的，并具有选择地透射红外波长以及防尘的功能。在本实施例中，滤光片7不是设置在导光管18的顶端上，而是设置在探头2的顶端上，因此导光管18的顶端就无需被倾斜切割了。
支承件19，即一用来将导光管18支承在探头2内部的构件，具有如图3所示的形状，以形成起到图11中导光管19作用的基准腔20。支承件19是一具有高导热性的构件，由例如铝之类的材料制成。本实施例的基准腔20包括支承件19和导光管18的外壁，基准腔20在其一端(在滤光片7的一侧上)被密封，从而可以防止来自测温对象的红外线辐射进入。此外，导光管18的外壁构成基准腔20的一部分，从而使基准腔20内壁的温度与导光管18内壁的温度近似相同。基准腔20所要求的条件是要达到与导光管18几乎相同的温度，但其材料和内表面的状况不必始终是相同的。而且，基准腔20被构造得从第二红外传感器11侧开始、朝着滤光片7逐渐变细。
第一红外传感器10是这样一种传感器，它可以对从测温对象发出的、由导光管15聚集的红外线辐射进行检测，但是，它还可以对来自导光管18本身的热辐射进行检测，而第二红外传感器11，由于基准腔20的顶端被密封，是对来自基准腔20本身的热辐射进行检测。此外，第二红外传感器11紧邻第一红外传感器10设置，以便能具有与第一红外传感器10近似相同的温度。一感温传感器12是一检测第一红外线传感器10和第二红外线传感器11的温度的传感器。因此，感温传感器12最好是藉助例如粘结剂12a固定于第一红外传感器10或第二红外传感器的底面。最好是选择一种具有高导热性的粘结剂(例如高导热性的硅)作为粘结剂12a。
而且，第一红外传感器10和第二红外传感器11都设置得彼此相互平行，并越过探头2的中心，导光管18的辐射入口18a设置在探头2的近似中心位置，辐射出口18b朝着第一红外传感器10设置，从而使导光管18相对探头2的中心线来说是呈对角设置。
而且，在本实施例中，第一红外传感器10和第二红外传感器11都用罩盖21所密封，所述罩盖将所述窗件与低熔点玻璃粘接起来，以通过窗口22和23接收红外线辐射。窗口22和23都是由具有抗反射涂层(AR涂层)的氟化钡(BaF2)或硅(Si)制成的。氮气密封在用罩盖21封闭的空间内，以防止第一红外传感器10和第二红外传感器11受到损坏。
应予理解的是，本发明的这个实施例的辐射体温计的工作原理与图1所示的第一实施例的是相同的，为此，此处省略说明。
图4(a)是朝着不同于图3的方向切割的、辐射体温计的剖视图；(a)是沿图3中线A-A’截取的剖视图；(b)是沿图3中线B-B’截取的剖视图；(c)是沿图3中线C-C’截取的剖视图。在每一剖视图中，只示出了导光管18、支承件19和基准腔20。
应予清楚理解的是，导光管18的外壁构成基准腔20内壁的一部分，基准腔20从第一红外传感器10开始、朝着滤光片7逐渐变细。
图5是表示本发明第三实施例的辐射体温计的探头的、局部切除的剖视图。探头2的材料可以例如是ABS树脂，探头2内部设置有导光管24和支承件25。
导光管24是这样一根管子，它能有效地聚集来自待测量温度的鼓膜的热辐射，它是由诸如紫铜、黄铜或不锈钢之类的金属制成的，并且其内表面是一涂覆有金(Au)的镜面精加工表面，以提高反射率。
探头2在其顶端设置有具有透射波长特性的滤光片7。所述滤光片7，一用于透射红外线辐射的窗件，是由诸如硅(Si)或氟化钡(BaF2)之类的光学晶体或聚乙烯之类的聚合物构成的，并具有选择地透射红外波长及防尘的功能。
作为一用来将光导管24支承在探头2内部的支承件25具有如图5所示的形状，从而能形成起到图11中光导管9作用的基准腔26。支承件25是一具有高导热性的构件，由例如铝之类的材料制成。本实施例的基准腔26包括支承件25和导光管24的外壁，基准腔26在其一端(在滤光片7的一侧上)被密封，从而可以防止来自测温对象的红外线辐射进入。此外，导光管24的外壁构成基准腔26的一部分，从而使基准腔26内壁的温度与导光管24内壁的温度近似相同。基准腔26所要求的条件是要达到与导光管24几乎相同的温度，但其材料和内表面的状况不必始终是相同的。而且，基准腔26被构造得从第二红外传感器11开始朝着滤光片7逐渐变细。
正如藉助比较图3与图5可以理解的那样，本实施例的特点在于：导光管24垂直于滤光片7和第一红外传感器10设置。即，第一红外传感器10是设置探头2的中心线上，而导光管24是沿着探头2的中心线设置，因此，与图3所示实施例相比，探头2的直径被制造得稍大，但是，支承件25的中心轴线与用来插入一用作导光管24的管子的孔的中心轴线是同一条线的，因此，藉助切割，可以很方便且精确地加工支承件25的所述孔。
第一红外传感器10是这样一种传感器，它对从测温对象发出的、由导光管24聚集的红外线辐射进行检测，但是，它还对来自导光管24本身的热辐射进行检测，而第二红外传感器11，由于基准腔26的顶端被密封，是对来自基准腔26本身的热辐射进行检测。此外，第二红外传感器11紧邻第一红外传感器10设置，以便能具有与第一红外传感器10近似相同的温度。感温传感器12是一检测第一红外线传感器10和第二红外线传感器11的温度的传感器。因此，感温传感器12最好是藉助例如粘结剂12a固定于第一红外传感器10或第二红外传感器的底面。对于粘结剂12a来说，最好是选择一种具有高导热性的粘结剂(例如，具有高导热性的硅)。
而且，在本实施例中，第一红外传感器10和第二红外传感器11都用罩盖21所密封，所述罩盖将所述窗件与低熔点玻璃粘接起来，以通过窗口22和23接收红外线辐射。窗口22和23都是由具有抗反射涂层(AR涂层)的氟化钡(BaF2)或硅(Si)制成的。氮气密封在用罩盖21封闭的空间内，以防止第一红外传感器10和第二红外传感器11受到损坏。
应予理解的是，本发明实施例的辐射体温计的工作原理与图1所示的第一实施例的是相同的，为此，此处省略说明。
图6是表示本发明第四实施例的辐射体温计的探头的、局部切除的剖视图；
探头2的材料可以例如是ABS树脂，探头2内部设置有导光管24和支承件27。
导光管24是这样一根管子，它能有效地聚集来自待测量温度的鼓膜的热辐射，它是由诸如紫铜、黄铜或不锈钢之类的金属制成的，并且其内表面是一涂覆有金(Au)的镜面精加工表面，以提高反射率。
探头2在其顶端设置有具有透射波长特性的滤光片7。所述滤光片7，一用于透射红外线辐射的窗件，是由诸如硅(Si)或氟化钡(BaF2)之类的光学晶体或聚乙烯之类的聚合物构成的，并具有选择地透射红外波长及防尘的功能。
作为一用来将光导管24支承在探头2内部的支承件27具有如图6所示的形状，从而能形成起到图11中光导管9作用的基准腔28。支承件27是一具有高导热性的构件，由例如铝之类的材料制成。本实施例的基准腔28包括支承件27和导光管24的外壁，基准腔28在其一端(在滤光片7的一侧上)被密封，从而可以防止来自测温对象的红外线辐射进入。此外，导光管24的外壁构成基准腔28的一部分，从而使基准腔28内壁的温度与导光管24内壁的温度近似相同。基准腔28所要求的条件是要达到与导光管24几乎相同的温度，但其材料和内表面的状况不必始终是相同的。而且，基准腔28被构造得从第二红外传感器11开始朝着滤光片7逐渐变细。
第一红外传感器10是这样一种传感器，它对从测温对象发出的、由导光管-24聚集的红外线辐射进行检测，但是，它还对来自导光管24本身的热辐射进行检测，而第二红外传感器11，由于基准腔28的顶端被密封，是对来自基准腔28本身的热辐射进行检测，此外，第二红外传感器11紧邻第一红外传感器10设置，以便能具有与第一红外传感器10近似相同的温度。感温传感器12是一检测第一红外线传感器10和第二红外线传感器11的温度的传感器。因此，感温传感器12最好是藉助例如粘结剂12a固定于第一红外传感器10或第二红外传感器的底面。最好是选择一种具有高导热性的粘结剂(例如，具有高导热性的硅)作为粘结剂12a。
而且，在本实施例中，不同于图5所示的实施例，第一红外传感器10和第二红外传感器11不是被建造呈一体的。即，第一红外传感器10被一具有一窗口30的罩盖29所覆盖；第二红外传感器11被一具有窗口32的罩盖31所覆盖；罩盖29和31都用高导热性的硅密封；窗口30和32都是由具有抗反射涂层(AR涂层)的氟化钡(BaF2)或硅(Si)制成的；氮气密封在用罩盖29和31封闭的空间内，以防止第一红外传感器10和第二红外传感器11受到损坏。只要第一红外传感器10和第二红外传感器11具有近似相同的温度，则第一红外传感器10和第二红外传感器11就不必制成在一体之中，而可以被制造得彼此分开，并且第一红外传感器10与第二红外传感器11的角度可以彼此互不相同。
应予理解的是，本发明实施例的辐射体温计的工作原理与图1所示的第一实施例的是相同的，为此，此处省略说明。
图7是表示本发明第五实施例的辐射体温计的探头的、局部切除的剖视图；
探头2的材料可以例如是ABS树脂，探头2内部设置有支承件33。
支承件33在其顶端设置有具有透射波长特性的滤光片7。所述滤光片7，一用于透射红外线辐射的窗件，是由诸如硅(Si)或氟化钡(BaF2)之类的光学晶体或聚乙烯之类的聚合物构成的，并具有选择地透射红外波长及防尘的功能。
支承件33具有如图7所示的形状，从而能形成起到图11中导光管8作用的导光孔34，并形成起到图11中导光管9作用的基准腔35。支承件33的材料可以例如是铝或塑料，如果使用塑料，则最好是选择一种具有高导热性的塑料。导光孔34的内表面是一涂覆有金(Au)的镜面精加工表面，以提高反射率。为了用金对所述表面进行处理，可以在用金涂覆原始表面之前，先用镍涂覆所述表面，或者可以直接将金涂覆在所述塑料表面上。基准腔35在其一端(在滤光片7的一侧上)被密封，从而可以防止来自测温对象的红外线辐射进入。此外，基准腔35紧邻导光孔34设置，以便具有与导光孔34近似相同的温度。基准腔35所要求的条件是要达到与导光孔34近似相同的温度，但其材料和内表面的状况不必始终是相同的。而且，基准腔35被构造得从第二红外传感器11开始朝着滤光片7逐渐变细。
第一红外传感器10是这样一种传感器，它对从测温对象发出的、由导光孔34聚集的红外线辐射进行检测，但是，它还对来自导光孔34本身的热辐射进行检测，而第二红外传感器11，由于基准腔35的顶端被密封，是对来自基准腔35本身的热辐射进行检测。此外，第二红外传感器11紧邻第一红外传感器10设置，以便能具有与第一红外传感器10近似相同的温度。感温传感器12是一检测第一红外线传感器10和第二红外线传感器11的温度的传感器。因此，感温传感器12最好是藉助例如粘结剂12a固定于第一红外传感器10或第二红外传感器的底面。最好是选择一种具有高导热性的粘结剂(例如，具有高导热性的硅)作为粘结剂12a。
应予理解的是，本发明实施例的辐射体温计的工作原理与图1所示的第一实施例的是相同的，为此，此处省略说明。
图8是表示本发明第六实施例的辐射体温计的探头的、局部切除的剖视图。
探头2的材料可以例如是ABS树脂，探头2内部设置有支承件36。
支承件36在其顶端设置有具有透射波长特性的滤光片7。所述滤光片7，一用于透射红外线辐射的窗件，是由诸如硅(Si)或氟化钡(BaF2)之类的光学晶体或聚乙烯之类的聚合物构成的，并具有选择地透射红外波长及防尘的功能。
支承件36具有如图8所示的形状，从而能形成起到图11中导光管8作用的、作为一导光装置的导光孔37，并能形成起到图11中导光管9作用的基准腔38。支承件36的材料可以例如是铝或塑料，如果使用塑料，则最好是选择一种具有高导热性的塑料。导光孔37的内表面是一涂覆有金(Au)的镜面精加工表面，以提高反射率。为了用金对所述表面进行处理，可以在用金涂覆原始表面之前，先用镍涂覆所述表面，或者可以直接将金涂覆在所述塑料表面上。基准腔38在其一端(在滤光片7的一侧上)被密封，从而可以防止来自测温对象的红外线辐射进入。此外，基准腔38紧邻导光孔37设置，以便具有与导光孔37近似相同的温度。基准腔38所要求的条件是要达到与导光孔37近似相同的温度，但其材料和内表面的状况不必始终是相同的。而且，基准腔38被构造得从第二红外传感器11开始朝着滤光片7逐渐变细。
此外，在本实施例中，导光孔37是被构造得从第一红外传感器10开始、朝着滤光片7逐渐变细。应认为合理的是，一用于来自测温对象的红外线辐射的小辐射入口使得被第一红外传感器10所接收的入射能量减小，但是，根据本实施例，所述入射能量是决不会小的，对此解释如下。
当导光孔37变得较小时，来自测温对象的红外线辐射藉助在导光孔37内更频繁地反射而到达红外传感器10，由此减小了入射能量。但是，在本实施例中，导光孔37的反射系数被做得极接近1，因此，由于增大了反射作用，增加导光孔37内的反射次数就不会引起入射能量的减小。另外，在导光孔37的内表面是一完全的反射体的情况中，由第一红外传感器接收的入射能量取决于导光孔37的辐射出口的尺寸，它又决定了红外传感器的视野。一般，视野变窄将使得入射能量降低。如图8所示，除非导光孔37的辐射出口做得较小，否则入射能量是绝对不会降低的，因此灵敏度也是绝对不会降低的。
现请参阅图8，第一红外传感器10是这样一种传感器，它对从测温对象发出的、由导光孔37聚集的红外线辐射进行检测，但是，它还对来自导光孔37本身的热辐射进行检测，而第二红外传感器11，由于基准腔38的顶端被密封，是对来自基准腔38本身的热辐射进行检测。此外，第二红外传感器11紧邻第一红外传感器10设置，以便能具有与第一红外传感器10近似相同的温度。感温传感器12是一检测第一红外线传感器10和第二红外线传感器11的温度的传感器。因此，感温传感器12最好是藉助例如粘结剂12a固定于第一红外传感器10或第二红外传感器的底面。最好是选择一种具有高导热性的粘结剂(例如，具有高导热性的硅)作为粘结剂12a。
应予理解的是，本发明实施例的辐射体温计的工作原理与图1所示的第一实施例的是相同的，为此，此处省略说明。
在本实施例中，在支承件36设置有导光孔37的情况中，导光孔37被构造得自第一红外传感器10开始、朝着滤光片7逐渐变细，但本发明并不仅限于此，在使用一导光管的情况中，所述导光管可以被构造得自第一红外传感器10开始、朝着滤光片7逐渐变细。在这种情况中，导光管可以由诸如紫铜、黄铜或不锈钢之类的金属制成，也可以由作为其它材料的塑料制成，它通过将金涂覆到一具有镜面的塑料薄膜上由此形成一薄膜锥体，以将所述锥体用作导光管。
而且，在本实施例中，基准腔38和导光孔37都被构造得自第一红外传感器10或者第二红外传感器11开始、朝着滤光片7逐渐变细，但是，本发明并不仅限于此，只有导光孔37可以被构造得自第一红外传感器10开始、朝着滤光片7逐渐变细。
以上描述的每一实施例均是这样一个例子，其中支承件的基准腔是藉助压铸而形成的，但本发明并不仅限于此，所述基准腔可以藉助切割而形成。在这种情况中，基准腔不必始终是连续地顺利变细的，但是，只要使辐射入口的面积小于辐射出口的面积就足够了。例如，如图9所示，当形成基准腔40时，支承件39可以阶跃式地逐渐变细。即使在这种情况中，仍然保持不变的是：基准腔40被构造得从第二红外传感器侧开始、朝着导光装置的辐射入口逐渐变细。
本发明的技术实用性
本发明揭示了一种辐射体温计，但是，一般来说，它也可以适用于一辐射温度计。
Claims (12)
1．一种辐射体温计，包括：一导光装置，它设置有一辐射入口和一辐射出口，以便引导来自测温对象的红外线辐射；一第一红外线传感器，用以检测来自所述导光装置的红外线辐射；一感温传感器，它产生一基准温度信号；一基准腔，它表示与所述导光装置接近相同的温度条件，并且被密封以遮断来自外侧的红外线辐射；一第二红外线传感器，用以检测来自所述基准腔的红外线辐射；一温度计算装置，用以根据来自所述第一红外线传感器、所述第二红外线传感器、以及所述感温传感器的信号来计算温度值；以及一显示装置，用以根据来自所述温度计算装置的信号来显示温度值；其中，所述探头的内侧设置了所述导光装置和所述基准腔，至少是所述导光装置或所述基准腔从所述第一或第二红外线传感器侧朝辐射入口逐渐变细。
2．如权利要求1所述的辐射体温计，其特征在于，所述导光装置包括一管子，所述基准腔包括一支承着所述管子的支承件。
3．如权利要求1所述的辐射体温计，其特征在于，所述导光装置包括一管子，所述基准腔包括所述管子的外壁和支承着所述管子的支承件。
4．如权利要求2或3所述的辐射体温计，其特征在于，所述支承件由一高导热元件构成。
5．如权利要求4所述的辐射体温计，其特征在于，所述高导热元件是由铝制成。
6．如权利要求2或3所述的辐射体温计，其特征在于，所述第一红外线传感器和所述第二红外线传感器布置成相互平行，并越过所述探头的中心，所述管子的辐射入口大致位于所述探头的中心，所述辐射出口的位置朝着所述第一红外线传感器，因而所述管子相对所述探头的中心线呈对角地设置。
7．如权利要求2或3所述的辐射体温计，其特征在于，所述第一红外线传感器处在所述探头的中心线上，而所述管子沿所述中心线定位。
8．如权利要求1所述的辐射体温计，其特征在于，所述导光装置和所述基准腔是形成在一个构件内的同一零件之内。
9．如权利要求1至8中任一项所述的辐射体温计，其特征在于，所述感温传感器借助粘合剂粘结于所述第一红外线传感器或第二红外线传感器的底面。
10．如权利要求1至3中任一项所述的辐射体温计，其特征在于，在所述探头上装配了一用于透射红外线辐射的窗口件，以便密封所述导光装置的辐射入口。
11．如权利要求2或3所述的辐射体温计，其特征在于，在所述管子上装配了一用于透射红外线辐射的窗件，以便密封导光装置的辐射入口。
12．如权利要求2或3所述的辐射体温计，其特征在于，在所述支承件上装配了一用于透射红外线辐射的窗件，以便密封所述导光装置的辐射入口。
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