CN212320914U - 一种高精度热成像传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度热成像传感器，包括传感器像元阵列、IC集成电路和第一温度传感器，传感器像元阵列具有至少一个盲像元和若干个呈阵列分布的红外采集像元；盲像元对于红外辐射基本不灵敏，用于采集红外采集像元的温度信号；IC集成电路上设置第二温度传感器，用于采集IC集成电路的温度信号；第一温度传感器用于采集传感器所处工作环境的温度信号。本实用新型通过设置盲像元、第一温度传感器和第二温度传感器实时采集像元阵列区、IC集成电路区以及传感器所处工作环境的温度，获取的温度数据通过软件算法补偿测量误差，实现医疗级±0.05～0.1℃测量精度，满足医疗级红外成像测温要求。

Description

一种高精度热成像传感器

技术领域

本实用新型涉及红外测温技术领域，特别涉及一种高精度热成像传感器。

背景技术

随着科技技术的发展，传统的接触式测温方式已不能满足现代一些领域的测温需求，红外成像和红外测温越来越广泛地应用到人们生产和生活的多个领域。现有红外热像测温技术由于受到红外热像设备本身温度变化如传感器自身IC电路工作温度的变化以及工作环境温度的变化，导致测温精度不高、测温精度波动大，稳定性差。尤其是对人体进行高精度测温时，测温精度往往不能满足使用要求，导致误报和错报的现象出现。

热成像传感器是非接触测温的器件，应用广泛。采用标准的红外热成像传感器设计的整机测温设备，难以实现医疗级±0.05～0.1℃的测温精度，在-30～+60℃这种宽环境温度环境下，精度只能控制在±2℃以内；且在实际应用中，需要外加高精度参考黑体实时校正，应用不方便，对于突发的天气变化如下雨、刮风、天气骤变等，会导致测量误差高达±3～5℃。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种高精度热成像传感器，通过设置多个温度传感器，实时采集传感器内部和工作环境的温度，再通过误差补偿，提高测量精度。具体技术方案如下：

一种高精度热成像传感器，包括传感器像元阵列、IC集成电路和第一温度传感器，传感器像元阵列具有至少一个盲像元和若干个呈阵列分布的红外采集像元；盲像元对于红外辐射基本不灵敏，用于采集红外采集像元的温度信号；IC集成电路上设置第二温度传感器，用于采集IC集成电路的温度信号；第一温度传感器用于采集传感器所处工作环境的温度信号。

进一步地，热成像传感器还包括信号处理模块、ADC模块和通讯接口模块，所述信号处理模块与盲像元、第一温度传感器和第二温度传感器电连接，用于分析处理盲像元、第一温度传感器和第二温度传感器获取的温度模拟信号，所述ADC模块分别与信号处理模块和通讯接口模块连接，用于将温度模拟信号转换为数字信号，所述通讯接口模块用于将温度数字信号传输给外部的中央处理器。

优选地，盲像元的数量为两个，设置在传感器像元阵列的边侧。

优选地，第一温度传感器为PT100温度传感器、NTC温度传感器或PTC温度传感器中的一种。

优选地，第二温度传感器为二极管温度传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型通过设置盲像元、第一温度传感器和第二温度传感器实时采集像元阵列区、IC集成电路区以及传感器所处工作环境的温度，获取的温度数据通过算法补偿测量误差，实现医疗级±0.05～0.1℃测量精度，满足医疗级红外成像测温要求。

附图说明

图1是本实用新型的原理结构图；

图2a和图2b是本实用新型传感器像元阵列的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1、图2a和图2b，对本实用新型的实施方式和具体的操作过程作详细说明，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

本实用新型公开了一种高精度热成像传感器，其测温原理为被测物体和人体的温度高低以其红外辐射能量的大小进行体现，通过红外热成像传感器采集红外电磁波的辐射能量，实现非接触、远距离温度采集；具体地，高精度热成像传感器包括传感器像元阵列1、IC集成电路和第一温度传感器2，传感器像元阵列1具有至少一个盲像元11和若干个呈阵列分布的红外采集像元12；盲像元11对于红外辐射基本不灵敏，用于采集红外采集像元12的温度信号，红外采集像元12用于检测来自被测对象红外辐射光谱的热辐射；IC集成电路上设置第二温度传感器3，优选为二极管温度传感器，用于采集IC集成电路的温度信号；第一温度传感器2用于采集传感器所处工作环境的温度信号，第一温度传感器2优选为PT100温度传感器、NTC温度传感器或PTC温度传感器中的一种。

热成像传感器还包括信号处理模块4、ADC模块5和通讯接口模块6，信号处理模块4与盲像元11、第一温度传感器2和第二温度传感器3电连接，用于分析处理盲像元11、第一温度传感器2和第二温度传感器3获取的温度模拟信号， ADC模块5分别与信号处理模块4和通讯接口模块6连接，用于将温度模拟信号转换为数字信号，通讯接口模块6用于将温度数字信号传输给外部的中央处理器，通过内置在中央处理器的软件算法来补偿测量误差。

在本实用新型中优选盲像元11的数量为两个，设置在传感器像元阵列的边侧，如图2a和图2b所示。当然，盲像元11的数量还可以根据需要设置为1个或3个等，本实用新型并不作具体限定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高精度热成像传感器，包括传感器像元阵列和IC集成电路，其特征在于，还包括第一温度传感器，所述传感器像元阵列具有至少一个盲像元和若干个呈阵列分布的红外采集像元；所述盲像元对于红外辐射基本不灵敏，用于采集红外采集像元的温度信号；所述IC集成电路上设置第二温度传感器，用于采集IC集成电路的温度信号；所述第一温度传感器用于采集传感器所处工作环境的温度信号。

2.根据权利要求1所述的一种高精度热成像传感器，其特征在于，所述热成像传感器还包括信号处理模块、ADC模块和通讯接口模块，所述信号处理模块与盲像元、第一温度传感器和第二温度传感器电连接，用于分析处理盲像元、第一温度传感器和第二温度传感器获取的温度模拟信号，所述ADC模块分别与信号处理模块和通讯接口模块连接，用于将温度模拟信号转换为数字信号，所述通讯接口模块用于将温度数字信号传输给外部的中央处理器。

3.根据权利要求1或2所述的一种高精度热成像传感器，其特征在于，所述盲像元的数量为两个，设置在传感器像元阵列的边侧。

4.根据权利要求1或2所述的一种高精度热成像传感器，其特征在于，所述第一温度传感器为PT100温度传感器、NTC温度传感器或PTC温度传感器中的一种。

5.根据权利要求1或2所述的一种高精度热成像传感器，其特征在于，所述第二温度传感器为二极管温度传感器。

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