CN214251283U - 一种红外测温传感组件和红外测温装置 - Google Patents

Abstract

本申请适用于红外测温技术领域，提供了一种红外测温传感组件和红外测温装置，红外测温传感组件包括基板、连接基板的一侧的红外测温传感器、连接基板的消光壳，以及连接消光壳的且具有正光焦度的镜片；消光壳与基板围合形成暗腔，红外测温传感器设置于暗腔中；消光壳开设有与红外测温传感器相对设置的通光孔，镜片封盖通光孔。基板红外测温的测量电路，镜片用于供来自物体的红外光线穿过并照射至红外测温传感器；红外测温传感器设置于消光壳和基板组成的暗腔中，能够排除环境光对红外测温传感器的探测结果的干扰，准确地探测红外热辐射，在确保灵敏度和准确性的前提下减小红外测温传感组件的尺寸；具有正光焦度的镜片能够提升有效测温距离。

Description

一种红外测温传感组件和红外测温装置

技术领域

本申请涉及红外测温技术领域，特别涉及一种红外测温传感组件和红外测温装置。

背景技术

任何物体都具有不断吸收、反射，以及辐射电磁波的性质。其中，物体本身辐射产生的电磁波在各个波段的强度是不同的，也就是具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及物体的温度有关，因而被称之为热辐射。物体在红外波段的热辐射强度随着物体温度的升高而升高，因此，通过探测物体的红外热辐射并与标定值对比，即可测得物体的温度，这也是红外测温传感器的基本测温原理。

现有的红外测温传感组件虽然具有较高的集成度，但是为了确保红外测温传感器的灵敏度和准确性，在设计制造的过程中无法进一步将传感器小型化。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种红外测温传感组件，旨在解决传统的红外测温传感组件为保证灵敏度和准确性，无法进一步小型化的技术问题。

本申请是这样实现的，一种红外测温传感组件，包括基板、连接所述基板的一侧的红外测温传感器、连接所述基板的消光壳，以及连接所述消光壳的镜片；所述消光壳与所述基板围合形成暗腔，所述红外测温传感器设置于所述暗腔中；所述消光壳开设有与所述红外测温传感器相对设置的通光孔，所述镜片封盖所述通光孔，且所述镜片具有正光焦度。

在本申请的一个实施例中，所述通光孔的内侧壁沿所述通光孔的径向方向向内延伸形成有定位凸台，所述镜片的与所述红外测温传感器相对的一面连接所述定位凸台；或者，所述镜片的背对所述红外测温传感器的一面连接所述定位凸台。

在本申请的一个实施例中，所述镜片与所述定位凸台粘接，所述镜片与所述通光孔的内侧壁粘接，所述消光壳与所述基板粘接。

在本申请的一个实施例中，所述消光壳包括具有粗糙表面的消光壳本体，以及贴合所述粗糙表面设置的消光涂层。

在本申请的一个实施例中，所述基板采用柔性基板，所述柔性基板包括连接所述消光壳的探测部、连接所述探测部的传导部，以及连接所述传导部的远离所述探测部的一端的输出部。

在本申请的一个实施例中，所述镜片采用具有红外聚焦功能的光学透镜；所述红外测温传感器具有感应面，所述镜片能够将所述镜片的背对所述红外测温传感器的一侧的光线会聚至所述感应面。

在本申请的一个实施例中，所述镜片的表面设置有红外带通滤光膜层；或者，所述红外测温传感组件还包括红外带通滤光片，所述红外带通滤光片封盖所述通光孔。

在本申请的一个实施例中，所述镜片采用单晶硅镜片。

在本申请的一个实施例中，所述镜片的背对所述红外测温传感器的一侧设置有增透镀层，和/或，所述镜片的与所述红外测温传感器相对的一侧设置有增透镀层。

本申请的另一目的在于提供一种包括了如上所述的红外测温传感组件的红外测温装置。

实施本申请任一实施例提供的一种红外测温传感组件，至少具有以下有益效果：

本实施例提供的红外测温传感组件中，基板用于搭载与红外测温传感器配套的测量电路，镜片用于供来自物体的红外光线穿过并照射至红外测温传感器；将红外测温传感器设置于消光壳和基板组成的暗腔中，能够排除环境光对红外测温传感器的探测结果的干扰，使得红外测温传感器能够准确地探测物体的红外热辐射，进而能够在确保红外测温传感器的灵敏度和准确性的前提下，进一步小型化红外测温传感组件；由于镜片具有正光焦度，相较于传统的采用平光镜的红外测温传感组件，本实施例提供的红外测温传感组件具有更远的有效测温距离。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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是本申请的一个实施例提供的红外测温传感组件的结构示意图；

图2是本申请的一个实施例提供的红外测温传感组件的爆炸示意图；

图3是本申请的一个实施例提供的红外测温传感组件的剖面示意图；

图4是本申请的一个实施例提供的红外测温传感组件的正视图；

图5是本申请的一个实施例提供的红外测温传感组件的后视图；

图6是本申请的一个实施例提供的红外测温传感器的结构示意图；

图7是本申请的一个实施例提供的红外测温传感器的正视图；

图8是本申请的一个实施例提供的镜片的工作原理示意图；

图9是本申请的一个实施例提供的镜片、红外测温传感器和基板的装配示意图；

图10是本申请的一个实施例提供的红外测温传感组件的工作示意图。

上述附图所涉及的标号明细如下：

1-基板；11-探测部；12-传导部；13-输出部；2-红外测温传感器；3-消光壳；31-暗腔；32-通光孔；33-定位凸台；4-镜片。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

为了说明本申请所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。

请参阅图1至图3，本申请的一个实施例提供了一种红外测温传感组件，包括基板1、连接基板1的一侧的红外测温传感器2、连接基板1的消光壳3，以及连接消光壳3的镜片4；消光壳3与基板1围合形成暗腔31，红外测温传感器2设置于暗腔31中；消光壳3开设有与红外测温传感器2相对设置的通光孔32，镜片4封盖通光孔32，且镜片4具有正光焦度。

实施本实施例提供的红外测温传感组件，至少具有以下有益技术效果：

本实施例提供的红外测温传感组件中，基板1用于搭载与红外测温传感器 2配套的测量电路，镜片4用于供来自物体的红外光线穿过并照射至红外测温传感器2；将红外测温传感器2设置于消光壳3和基板1组成的暗腔31中，能够排除环境光对红外测温传感器2的探测结果的干扰，使得红外测温传感器2 能够准确地探测物体的红外热辐射，进而能够在确保红外测温传感器2的灵敏度和准确性的前提下，进一步小型化红外测温传感组件；由于镜片4具有正光焦度，相较于传统的采用平光镜的红外测温传感组件，本实施例提供的红外测温传感组件具有更远的有效测温距离。

请参阅图8至图10，本实施例提供的红外测温传感组件，由于搭载有具有正光焦度的镜片4，能够有效减小红外测温传感器2的视场范围，减少穿过镜片4并被汇聚在红外测温传感器2上的环境光，进而达到提高红外测温传感组件的测温灵敏度、准确度和有效测温距离。请参阅图4、图6、图7、图9和图 10，实际验证的结果表明，即使红外测温传感器2采用长和宽均小于或者等于 3mm的小型红外测温传感器2，红外测温传感组件仍然能够实现15cm处的精确测温，相较于传统的采用平光镜的红外测温传感组件，本实施例提供的红外测温传感组件的有效测温距离提高了4-5倍，这对于减少接触、防止病菌传播、提高测温工作的安全性具有十分重要的意义。

请参阅图1至图5，在本申请的一个实施例中，通光孔32的内侧壁沿通光孔32的径向方向向内延伸形成有定位凸台33，镜片4的与红外测温传感器2 相对的一面连接定位凸台33；或者，镜片4的背对红外测温传感器2的一面连接定位凸台33。

定位凸台33起到定位镜片4以及安装镜片4的作用，而且，定位凸台33 同时也作为点胶台。具体安装过程中，可以先将胶水涂覆至定位凸台33的与通光孔32内壁的连接处，再将镜片4从定位凸台33的涂有胶水的一面嵌入通光孔32，直至镜片4的周缘与定位凸台33连接，待胶水干燥后，即可实现镜片4 与消光壳3的连接。

请参阅图1至图5，本实施例中，更为优选的，镜片4的背对红外测温传感器2的一面连接定位凸台33，这样的设置不会对红外测温传感组件的安装顺序起到限定，可以先连接镜片4和定位凸台33，再连接定位凸台33与基板1；也可以先连接定位凸台33与基板1，再先连接镜片4和定位凸台33。

在本申请的一个实施例中，镜片4与定位凸台33粘接，镜片4与通光孔的内侧壁粘接，消光壳3与基板1粘接。更为具体的，镜片4与定位凸台33之间通过耐热胶粘接，镜片4与通光孔的内侧壁通过耐热胶粘接，以避免安装有红外测温传感组件的红外测温装置在工作中过程中的发热对红外测温传感组件的结构稳定性造成影响。

在本申请的一个实施例中，消光壳3包括具有粗糙表面的消光壳3本体，以及贴合粗糙表面设置的消光涂层(图中未示出)。

通过将消光壳3本体的表面设置为粗糙表面，并在消光壳3本体表面设置消光涂层，可以使得消光壳3对于光线具有更好的吸收能力，减小环境光对红外测温传感器2的影响。

作为本实施例的一个具体方案，消光壳3本体采用铝合金消光壳3本体，铝合金消光壳3本体表面喷砂以增加其表面的粗糙度，或者通过蚀刻等方式形成哑光纹；在此之后，铝合金消光壳3本体且经过阳极氧化以附着着黑色的消光涂层，以进一步提高铝合金消光壳3本体的吸光能力，减少杂光对红外测温传感器2的干扰。铝合金消光壳3本体结构轻盈、热导率高，且比热容低，能够以更高的效率吸收光线。

请参阅图1至图5，以及图9和图10，在本申请的一个实施例中，基板1 采用柔性基板1，柔性基板1包括连接消光壳3的探测部11、连接探测部11 的传导部12，以及连接传导部12的远离探测部11的一端的输出部13。

探测部11用于通过红外测温获取物体的温度，输出部13连接有相应的用于向红外测温设备传递信号的接口，探测部11和输出部13之间用传导部12 连接，有助于探测部11延伸至红外测温装置的适当位置。比如，对于具有本实施例提供的红外测温传感组件的手环或者手机，可以通过传导部12将探测部 11延伸至与红外测温设备开设的光孔对应的位置，使得红外测温设备内部结构的布置更加方便。

作为本实施例的一个具体方案，测量电路设置于探测部11的背对消光壳3 的一面，探测部11不易发生较大形变，将测量电路设置于探测部11有助于避免电路故障；传导部12的厚度低于探测部11的厚度，且低于输出部13的厚度，具备更好的柔性；输出部13设置有相应的接口，以实现红外测温传感组件与红外测温装置的主板的连接。

在本申请的一个实施例中，请参阅图1至图5，以及图8至图10，镜片4 采用具有红外聚焦功能的光学透镜，或者镜片4采用具有红外聚焦功能的菲涅尔透镜；红外测温传感器2具有感应面21，镜片4能够将镜片4的背对红外测温传感器2的一侧的光线会聚至感应面21。

这样做的好处在于，能够适当缩小红外测温传感器2的视场范围，减少穿过镜片4并被汇聚在红外测温传感器2上的环境光，提高红外测温传感器2的准确度。

作为本实施例的一个优选方案，请参阅图1至图5，以及图8至图10，镜片4采用具有正光焦度的光学透镜，具体的，光学透镜可以是凸透镜，且凸透镜的背对红外测温传感器2的一面优选为凸面；或者，镜片4采用具有正光焦度的菲涅尔透镜，菲涅尔透镜的背对红外测温传感器2的一面为平面。这样有助于保持镜片4的外表面(也就是镜片4的背对红外测温传感器2的一面)的清洁，避免红外测温传感器2的采光与运行受到影响。

请参阅图4，正光焦度的镜片4具有焦点A点，将红外测温传感器2的设有感应面21的一侧定义为红外测温传感器2的顶部，与顶部相对的一侧定义为底部，将从镜片4的背对红外测温传感器2的一侧照射至镜片4的光线能够被红外线聚焦于A点，沿垂直于中心轴的方向截取镜片4会聚的光束可以获得B 截面。作为本实施例的一个具体方案，在实际安装镜片4的过程中，可以把镜片4沿着中心轴向红外测温传感器2的底部移动，直到焦点A位于红外测温传感器2的内部，且红外测温传感器2的感应面21和镜片4会聚的光束的截面B 面积大小相当时(或者镜片4会聚的光束的截面B恰好能够覆盖红外测温传感器2的感应面21时)，将镜片4定位并固定安装在消光壳3的内侧壁，这样做的好处在于，能够使得红外测温传感器2接收到的红外信号最大。随着红外测温传感器2的小型化，红外测温传感器2产生的信号水平也会一定程度上下降，这样的设置有助于减少信号水平下降对红外测温传感器2的测量精度的影响。

请参阅图4至图7，以及图9和图10，在本申请的一个实施例中，镜片4 采用光学透镜或者具有正光焦度的菲涅尔透镜，红外测温传感器2的感应面21 为一个长和宽均为1.1mm的平面，红外测温传感器2本身的长宽尺寸均小于或者等于3mm，消光壳3采用圆柱形消光壳3，且消光壳3的直径小于或者等于 5mm，实现了红外测温传感组件的小型化。通过设置具有正光焦度的镜片4，能够缩小红外测温传感器2的视场范围，减少穿过镜片4并被汇聚在红外测温传感器2上的环境光，提高红外测温传感器2的准确度；而且，镜片4具有会聚光线的能力，使得红外测温传感器2能够在物距小于或者等于15cm时输出准确的电平数据，实现长距离测量功能。

在本申请的一个实施例中，镜片4的表面设置有红外带通滤光膜层(图中未示出)；或者，红外测温传感组件还包括红外带通滤光片(图中未示出)，红外带通滤光片封盖通光孔32；或者，镜片4采用单晶硅镜片4。

作为本实施例的一个可选方案，红外带通滤波器设置于镜片4的背对红外测温传感器2的一侧，以避免具有正光焦度的镜片4被划伤，减少照射到暗腔 31内的环境光。

在本申请的一个实施例中，镜片4的背对红外测温传感器2的一侧设置有增透镀层；或者，镜片4的与红外测温传感器2相对的一侧设置有增透镀层；或者，镜片4的背对红外测温传感器2的一侧和镜片4的与红外测温传感器2 相对的一侧均设置有增透镀层。

设置增透镀层的意义在于，可以降低镜片4对光线的反射率，使得更多的来自被探测物的光线能够透过镜片4并被红外测温传感器2接收，提高了红外信号的强度，进而提高了测量结果的准确性。优选的，增透镀层设置于镜片4 的两侧，也即，镜片4的背对红外测温传感器2的一侧和镜片4的与红外测温传感器2相对的一侧均设置有增透镀层，这样不仅能够获得更好的红外增透效果，而且无需在镀层过程中区别处理镜片4表面的不同部分，进而简化了镜片 4的制造工艺。

本申请还提供了一种包括了如上所述的红外测温传感组件的红外测温装置。

本申请各实施例提供的红外测温传感组件，均具有小型化、有效测温距离远，以及测温的灵敏度和准确度高的特点，能够适配于各类的红外测温装置。

在本申请的一个实施例中，红外测温装置可以是红外测温枪，也可以是手机、手环，以及平板电脑等终端设备。特别的，当红外测温传感组件集成于手机、手环，以及平板电脑等终端设备时，红外测温传感组件可以是设置在终端设备的正面的，也即，镜片4的远离红外测温传感器2的一面可以是与终端设备的显示屏同侧设置的。这样，只需将红外测温传感组件与待测量的人或物相对放置，且终端设备与待测量的人或物间隔小于或者等于15cm，即可实现准确测温。

以上所述仅为本申请的可选实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种红外测温传感组件，其特征在于，包括基板、连接所述基板的一侧的红外测温传感器、连接所述基板的消光壳，以及连接所述消光壳的镜片；所述消光壳与所述基板围合形成暗腔，所述红外测温传感器设置于所述暗腔中；所述消光壳开设有与所述红外测温传感器相对设置的通光孔，所述镜片封盖所述通光孔，且所述镜片具有正光焦度。

2.如权利要求1所述的红外测温传感组件，其特征在于，所述通光孔的内侧壁沿所述通光孔的径向方向向内延伸形成有定位凸台，所述镜片的与所述红外测温传感器相对的一面连接所述定位凸台；或者，所述镜片的背对所述红外测温传感器的一面连接所述定位凸台。

3.如权利要求2所述的红外测温传感组件，其特征在于，所述镜片与所述定位凸台粘接，所述镜片与所述通光孔的内侧壁粘接，所述消光壳与所述基板粘接。

4.如权利要求1-3任一项所述的红外测温传感组件，其特征在于，所述消光壳包括具有粗糙表面的消光壳本体，以及贴合所述粗糙表面设置的消光涂层。

5.如权利要求1-3任一项所述的红外测温传感组件，其特征在于，所述基板采用柔性基板，所述柔性基板包括连接所述消光壳的探测部、连接所述探测部的传导部，以及连接所述传导部的远离所述探测部的一端的输出部。

6.如权利要求1-3任一项所述的红外测温传感组件，其特征在于，所述镜片采用具有红外聚焦功能的光学透镜；所述红外测温传感器具有感应面，所述镜片能够将所述镜片的背对所述红外测温传感器的一侧的光线会聚至所述感应面。

7.如权利要求1-3任一项所述的红外测温传感组件，其特征在于，所述镜片的表面设置有红外带通滤光膜层；或者，所述红外测温传感组件还包括红外带通滤光片，所述红外带通滤光片封盖所述通光孔。

8.如权利要求1-3任一项所述的红外测温传感组件，其特征在于，所述镜片采用单晶硅镜片。

9.如权利要求1-3任一项所述的红外测温传感组件，其特征在于，所述镜片的背对所述红外测温传感器的一侧设置有增透镀层，和/或，所述镜片的与所述红外测温传感器相对的一侧设置有增透镀层。

10.一种红外测温装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的红外测温传感组件。

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