CN209878143U - 红外传感组件、红外测温装置以及红外测温设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种红外传感组件、红外测温装置以及红外测温设备，其中，红外传感组件包括红外传感组件包括红外传感模块、内绝缘层、金属屏蔽层以及外绝缘层，内绝缘层包覆于红外传感模块外，金属屏蔽层包覆于内绝缘层外，外绝缘层又包覆于金属屏蔽层外，金属屏蔽层能够有效屏蔽外界电磁波的干扰，内绝缘层能够避免红外传感模块与金属屏蔽层导通、外绝缘层能够避免外界物体与金属屏蔽层导通，以影响或破坏其屏蔽电磁波效果，外部红外发射源散射的红外信号通过联通的第一输入通孔、第二输入通孔传以及第三输入通孔形成的红外接收通道递至红外传感模块，红外传感模块感应输出对应的电信号，实现电磁波环境下红外传感信号的准确感应与输出。

Description

红外传感组件、红外测温装置以及红外测温设备

技术领域

本实用新型涉及红外传感技术领域，特别是涉及红外传感组件、红外测温装置以及红外测温设备。

背景技术

红外测温是一种目前得到广泛应用的测温技术，基于红外测温技术目前常见测温装置有红外测温仪。具体来说，红外线体温测量仪是一种利用辐射原理来测量人体体温的测量计，它采用的红外传感器是吸收人体辐射的红外线而不向外界发射任何射线。通过非接触式的方法感应人体的体温。其工作原理是：人体的红外热辐射聚焦到检测器上，检测器将辐射功率转换为电信号，电信号在被补偿环境温度之后可以以温度单位显示。

红外测温技术与传统测温技术相比具有很多优点。1、它的测量不干扰测温场，不影响测温场原有的分布，因此相比传统测温方式它具有不可比拟的测温精度；2、红外测温与普通接触式测温计测温的不同之处在于它不需要与测温对象达到热平衡就能读取物体的温度；3、可以确定微小目标的温度；4、红外线测温可以实现实时观测与自动控制，测量距离可近可远，并且可以夜间作业；5、测温范围宽红外测温的方法在理论上无测量上限，正是由于上述传统技术无法比拟的优势，目前红外线测温技术，已经广泛应用在电力工业、航空航天、质量检测及冶金等领域。

传统的红外测温装置虽然具备上述优点，但是其同样存在一定局限性，例如其在电磁波环境下存在无法测温的缺陷。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统红外测温装置无法在电磁波环境下测温的问题，提供一种可以在电磁波环境下测温的红外传感组件、红外测温装置以及红外测温设备。

一种红外传感组件，包括红外传感模块、内绝缘层、金属屏蔽层以及外绝缘层；

所述内绝缘层外覆于所述红外传感模块，所述金属屏蔽层外覆于所述内绝缘层，所述外绝缘层外覆于所述金属屏蔽层；

所述内绝缘层上开设有第一输入通孔，所述金属屏蔽层上开设有第二输入通孔，所述外绝缘层上开设有第三输入通孔，所述第一输入通孔、所述第二输入通孔以及所述第三输入通孔联通形成红外接收通道，所述红外传感模块通过所述红外接收通道接收外部红外发射源发射的红外信号。

在其中一个实施例中，所述金属屏蔽层包括锡箔纸金属屏蔽层。

在其中一个实施例中，所述锡箔纸金属屏蔽层包括多层锡箔纸。

在其中一个实施例中，所述外绝缘层包括塑料绝缘层。在其中一个实施例中，所述塑料绝缘层包括多层塑料薄膜。

另外，本申请还提供了一种红外测温装置，包括放大电路、主控模块、显示模块以及如上述的红外传感组件；

所述放大电路以及所述显示模块分别与所述主控模块连接，所述放大电路与所述红外传感组件连接。

在其中一个实施例中，上述红外测温装置还包括模数转换模块，所述放大电路通过所述模数转换模块与所述主控模块连接。

在其中一个实施例中，所述放大电路包括运算放大电路。

在其中一个实施例中，所述主控模块包括复杂可编程逻辑器。

另外，本申请还提供一种红外测温设备包括上述的红外传感组件；或，包括上述的红外测温装置。

本申请红外传感组件包括红外传感模块、内绝缘层、金属屏蔽层以及外绝缘层，内绝缘层包覆于红外传感模块外，金属屏蔽层包覆于内绝缘层外，外绝缘层又包覆于金属屏蔽层外，金属屏蔽层能够有效屏蔽外界电磁波的干扰，内绝缘层能够避免红外传感模块与金属屏蔽层导通、外绝缘层能够避免外界物体与金属屏蔽层导通，以影响或破坏其屏蔽电磁波效果，外部红外发射源散射的红外信号通过联通的第一输入通孔、第二输入通孔传以及第三输入通孔形成的红外接收通道递至红外传感模块，红外传感模块感应输出对应的电信号，实现电磁波环境下红外传感信号的准确感应与输出。

本申请红外测温装置包括放大电路、主控模块、显示模块以及如上述的红外传感组件，如上所述，其红外传感组件可以实现电磁波环境下红外传感信号的准确感应与输出，输出的电信号经过放大电路放大处理之后进入主控模块，主控模块输出电信号至显示模块以使显示模块显示外部红外发射源对应的温度，从而实现电磁波环境下温度的测量。

本申请红外测温设备包括上述的红外传感组件，或，其包括上述红外测温装置，如上所述，其能够有效实现电磁波环境下温度的测量。

附图说明

图1为本申请红外传感组件的结构示意图；

图2为其中一个应用实例中本申请红外传感组件的结构示意图；

图3为一个实施例中本申请红外测温装置的结构示意图；

图4为另一个实施例中本申请红外测温装置的结构示意图；

图5为一个实施例中本申请红外测温装置中放大电路的电路原理示意图；

图6为本申请红外测温设备测试比较图。

具体实施方式

如图1所示，一种红外传感组件，包括红外传感模块110、内绝缘层120、金属屏蔽层130以及外绝缘层140；内绝缘层120外覆于红外传感模块110，金属屏蔽层130外覆于内绝缘层120，外绝缘层140外覆于金属屏蔽层130；内绝缘层120上开设有第一输入通孔K1，金属屏蔽层130上开设有第二输入通孔K2，外绝缘层140上开设有第三输入通孔K3，第一输入通孔K1、第二输入通孔K2以及第三输入通孔K3联通形成红外接收通道，红外传感模块110通过红外接收通道接收外部红外发射源发射的红外信号。

红外传感模块110用于接收红外信号，并将接收到的红外信号转换为对应的电信号并输出。内绝缘层120外覆于红外传感模块110，可以避免金属屏蔽层130与红外传感模块110导通导致两者相互影响(影响红外传感模块110正常工作以及影响金属屏蔽层130静电屏蔽效果)。金属屏蔽层130用于实现静电屏蔽效果，其可以有效屏蔽环境中的电磁波，金属屏蔽层130外部覆于内绝缘层120，避免环境中电磁波干扰红外传感模块110，以使红外传感模块110准确接收红外信号并感应输出对应的电信号。外绝缘层140用于实现外部绝缘效果，其包覆于金属屏蔽层130的外表面，避免外部物体触碰、接触金属屏蔽层130影响金属屏蔽层130的静电屏蔽效果。在内绝缘层120、金属屏蔽层130以及外绝缘层140上分别开设有第一输入通孔K1、第二输入通孔K2以及第三输入通孔K3，第一输入通孔K1、第二输入通孔K2以及第三输入通孔K3联通形成红外信号传输通道，外部红外发射源散射的红外信号通过该红外信号传输通道被红外传感模块110接收。本申请红外传感组件包括红外传感模块110、内绝缘层120、金属屏蔽层130以及外绝缘层140，内绝缘层包120覆于红外传感模块110外，金属屏蔽层130包覆于内绝缘层120外，外绝缘层140又包覆于金属屏蔽层130外，金属屏蔽层130能够有效屏蔽外界电磁波的干扰，内绝缘层120能够避免红外传感模块110与金属屏蔽层130导通、外绝缘层140能够避免外界物体与金属屏蔽层130导通，以影响或破坏其屏蔽电磁波效果，外部红外发射源散射的红外信号通过联通的第一输入通孔K1、第二输入通孔K2以及第三输入通孔K3形成的红外接收通道递至红外传感模块110，红外传感模块110感应输出对应的电信号，实现电磁波环境下红外传感信号的准确感应与输出。

为更进一步解释说明本申请红外传感组件的技术原理以及实现过程，下面将以感应人体体温为例，人体即为外部红外发射源，其不断向外散射红外信号。在上述红外传感组件中内绝缘层120包覆于红外传感模块110，金属屏蔽层130包覆于内绝缘层120的外表面形成静电屏蔽效果，避免环境电磁波干扰，外绝缘层140包覆于金属屏蔽层130外表面形成绝缘效果，避免由于外界物体(例如人手)碰触破坏金属屏蔽层130的静电屏蔽效果，内绝缘层120上开设有第一输入通孔K1、金属屏蔽层130上开设有第二输入通孔K2、外绝缘层140上开设有第三输入通孔K3，人体散射的红外信号通过联通的第一输入通孔K1、第二输入通孔K2以及第三输入通孔K3被红外传感模块110接收，红外传感模块110输出对应的电信号，实现电磁波环境下红外传感信号的准确感应与输出。

进一步的，如图2所示，本申请红外传感组件由内而外依次包括红外传感模块110、内绝缘层120、金属屏蔽层130以及外绝缘层140，另外在实际应用中，整个红外传感组件包括有输入端和输出端，输入端用于接收外部辐射的红外线，输出端用于将红外传感模块110输出的电信信号输出显示，具体可以设置导线，将导线穿过输出端的通孔与红外传感模块连接，导线另一端与外部显示装置连接，以将红外传感模块110输出的电信信号输出显示。

在其中一个实施例中，金属屏蔽层130包括锡箔纸金属屏蔽层。

锡箔纸具有成本低廉、易于加工为各种形状等优点，选用锡箔纸作为金属屏蔽层130有利于与红外传感模块110紧密接触，缩小整个红外传感组件体积。进一步的，可以使用多层锡箔纸构成金属屏蔽层130，实现良好的静电屏蔽效果，优选的可以选择包覆3层锡箔纸构成金属屏蔽层130。

在其中一个实施例中，外绝缘层140包括塑料绝缘层。

塑料绝缘层具有易获取、易于加工为各种形状以及成本低廉等优先，选用塑料绝缘层可以有效降低整个红外传感组件的制作成本。进一步的，可以使用多层塑料薄膜构成塑料绝缘层，实现良好的绝缘效果，可以理解的是塑料绝缘层还可以由塑料薄膜的类似物构成。优选的可以选择包覆3层塑料薄膜构成外绝缘层140。具体来说，内绝缘层120和外绝缘层140可以为相同材质的绝缘层，即内绝缘层120可以由多层塑料薄膜构成的塑料绝缘层，还可以是由多层塑料薄膜类似物构成的塑料绝缘层。

如图3所示，本申请还提供了一种红外测温装置，包括放大电路200、主控模块300、显示模块400以及如上述的红外传感组件100；放大电路200以及显示模块400分别与主控模块300连接，放大电路200与红外传感组件100连接。

红外传感组件100接收待测物体散射的红外信号，并输出与接收到的红外信号对应的电信号，电信号经过放大电路200放大处理后输入至主控模块300，主控模块300输出电信号至显示模块400，显示对应的温度。其中，放大电路200可以为运算放大电路200，主控模块300可以为复杂可编程逻辑器，显示模块400可以为液晶显示屏。更进一步来说，主控模块300可以选用目前已有红外测温仪中的主控芯片，例如STM32F103型号的芯片。

本申请红外测温装置包括放大电路200、主控模块300、显示模块400以及如上述其中一个实施例的红外传感组件100，其红外传感组件100可以实现电磁波环境下红外传感信号的准确感应与输出，输出的电信号经过放大电路200放大处理之后进入主控模块300，主控模块300输出电信号至显示模块400以使显示模块400显示外部红外发射源对应的温度，从而实现电磁波环境下温度的测量。

运算放大电路200的结构具体如图4所示，运算当大电路包括两个并联的运算放大器LM324，红外传感模块为温敏电阻传感器，第一运算放大器(上面的LM324)反向输入端与温敏电阻连接，电阻R1的一端与外部2.5V电源连接，另一端与第一运算放大器的反向输入端连接，第一运算放大器的同向输入端与其输出端连接，第一运算放大器的输出端输出电压传感信号VRTD，第二运算放大器(下面的LM324)同相输入端通过第四电阻R4与温敏电阻传感器中电源负极连接，第二运算放大器反向输入端与温敏电阻传感器中电源正极连接，第二电阻R2的一端按与外部2.5V电源连接，另一端连接于第四电阻R4与温敏电阻传感器中电源负极之间，第二电阻R2的另一端还与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端接地，第二运算放大器同向输入端与其输出端连接，输出VTP信号。

如图5所示，在其中一个实施例中，上述红外测温装置还包括模数转换模块500，放大电路200通过模数转换模块500与主控模块300连接。

模数转换模块500用于实现模数转换，以便电信号被主控模块300处理。

另外，本申请还提供一种红外测温设备，其红外传感组件100为上述的红外传感组件100；或，包括上述的红外测温装置。

本申请红外测温设备其红外传感组件100为上述其中一个实施例中的红外传感组件100，或，其包含上述其中一个实施例中的红外测温装置，其能够有效实现电磁波环境下温度的测量。

本申请红外测温设备包括上述的红外传感组件，或，其包括上述红外测温装置，如上，其能够有效实现电磁波环境下温度的测量。

红外测温设备具体可以是传统测温枪更换红外传感组件后的设备，其实现效果具体如图6所示。基于图6可知，传统测温枪无法在电磁波环境下测量温度，而基于本申请的红外测温设备可以准确测量温度为38.5度。红外测温设备还可以是整合到热疗机上的测温设备。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种红外传感组件，其特征在于，包括红外传感模块、内绝缘层、金属屏蔽层以及外绝缘层；

所述内绝缘层外覆于所述红外传感模块，所述金属屏蔽层外覆于所述内绝缘层，所述外绝缘层外覆于所述金属屏蔽层；

所述内绝缘层上开设有第一输入通孔，所述金属屏蔽层上开设有第二输入通孔，所述外绝缘层上开设有第三输入通孔，所述第一输入通孔、所述第二输入通孔以及所述第三输入通孔联通形成红外接收通道，所述红外传感模块通过所述红外接收通道接收外部红外发射源发射的红外信号。

2.根据权利要求1所述的红外传感组件，其特征在于，所述金属屏蔽层包括锡箔纸金属屏蔽层。

3.根据权利要求2所述的红外传感组件，其特征在于，所述锡箔纸金属屏蔽层包括多层锡箔纸。

4.根据权利要求1所述的红外传感组件，其特征在于，所述外绝缘层包括塑料绝缘层。

5.根据权利要求4所述的红外传感组件，其特征在于，所述塑料绝缘层包括多层塑料薄膜。

6.一种红外测温装置，其特征在于，包括放大电路、主控模块、显示模块以及如权利要求1-5中任意一项所述的红外传感组件；

所述放大电路以及所述显示模块分别与所述主控模块连接，所述放大电路与所述红外传感组件连接。

7.根据权利要求6所述的红外测温装置，其特征在于，还包括模数转换模块，所述放大电路通过所述模数转换模块与所述主控模块连接。

8.根据权利要求6所述的红外测温装置，其特征在于，所述放大电路包括运算放大电路。

9.根据权利要求6所述的红外测温装置，其特征在于，所述主控模块包括复杂可编程逻辑器。

10.一种红外测温设备，其特征在于，包括权利要求1-5中任意一项所述的红外传感组件；

或，包括如权利要求6-9中任意一项所述的红外测温装置。