CN215414061U - 传感器及测温装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种传感器，包括基板、封装壳体、热电堆感应件以及测距元件，封装壳体设有至少一透光窗口，热电堆感应件设于基板并封装在封装壳体内，热电堆感应件具有感应面，感应面与透光窗口相对设置，测距元件具有测距头，测距元件封装在封装壳体内且测距头与透光窗口相对设置，或者，测距元件设于封装壳体的外表面且邻近透光窗口设置。此外，还提供一种测温装置。本申请实施例提供的传感器同时封装有热电堆感应件和测距元件，当测温装置内装配有该传感器时，便可以具备根据被测物的距离范围进行测温的功能，而不需要设置两个独立的温度传感器和测距传感器，便于组装，降低成本和空间。

Description

传感器及测温装置

技术领域

本申请涉及传感装置技术领域，具体涉及一种传感器及测温装置。

背景技术

随着传感器的不断发展，不同类型的传感器被广泛地应用于人类的生活中，例如，目前温度传感器被广泛地应用于人体测温装置，而目前多数的测温装置并无法根据被测物的距离自动开启温度传感器来对被测物测温，少数的测温装置虽然可以通过同时装配相互独立的温度传感器和测距传感器来根据被测物的距离范围进行测温，但是其在组装时比较复杂、不利于降低成本和装配空间。

实用新型内容

鉴于以上问题，本申请提供一种传感器及测温装置，以改善上述问题。

第一方面，本申请实施例提供一种传感器，包括基板、封装壳体、热电堆感应件以及测距元件，封装壳体设有至少一透光窗口，热电堆感应件设于基板并封装在封装壳体内，热电堆感应件具有感应面，感应面与透光窗口相对设置，测距元件具有测距头，测距元件封装在封装壳体内且测距头与透光窗口相对设置，或者，测距元件设于封装壳体的外表面且邻近透光窗口设置。

第二方面，本申请实施例还提供一种测温装置，包括上述的传感器以及外壳，外壳设有开口，传感器设于外壳内，且透光窗口与开口相对设置。

本申请提供的传感器同时设有热电堆感应件和测距元件，热电堆感应件和测距元件可以共用同一基板和封装壳体，从而降低成本；在组装时，只需要将热电堆感应件和测距元件同时封装即可，便于组装。测温装置只需要装配上述的传感器，便具备根据被测物的距离范围进行测温的功能，而不需要设置两个独立的温度传感器和测距传感器，以降低测温装置的外壳内空间的占用。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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，而不是全部的实施例。基于本申请实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例及附图，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种传感器在拆分状态下的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种传感器的基板、测距元件以及热电堆感应件在组装状态下的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种传感器的剖视图；

图4为本申请实施例提供的又一种传感器在拆分状态下的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的再一种传感器的剖视图；

图6为本申请实施例提供的再另一种传感器的剖视图；

图7为本申请实施例提供的再又一种传感器的剖视图；

图8为本申请实施例提供的一种测温装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本申请，并不用于限定本申请。

下面将通过具体实施例对本申请实施例提供的传感器及测温装置进行详细说明。

请参阅图1和图2，本申请实施例提供一种传感器100，包括基板110、热电堆感应件120、测距元件130以及封装壳体140，封装壳体140设有至少一透光窗口141，热电堆感应件120设于基板110并封装在封装壳体140内，热电堆感应件120具有感应面121，感应面121与透光窗口141相对设置，测距元件130具有测距头131，测距元件130封装在封装壳体140内且测距头131与透光窗口141相对设置，或者，测距元件130设于封装壳体140的外表面且邻近透光窗口141设置。

其中，热电堆感应件120可以在一定距离外通过检测人体产生的红外(IR)能来测量温度，其中，人体的温度越高，产生的红外能越多，感应面121是指热电堆感应件120用于接收红外能的表面，其中感应面121可以是平面或者弧面。测距元件130可用于测量待测物与传感器100之间的距离，例如，可以为红外传感件、激光传感件以及超声波感应件中的一者。在一些应用场景下，传感器100可以在检测到待测物到达传感器100的测距范围内时启动自动测温；或者，传感器100可以同时测量根据待测物与传感器100的距离，以便传感器100或与传感器100连接的其他设备判断测量温度的准确性，并可根据待测物的距离进行相应的温度补偿。

本申请实施例提供的传感器100同时设有热电堆感应件120和测距元件130，热电堆感应件120和测距元件130可以共用同一基板110和封装壳体140，这样可以降低成本；在组装时，只需要将热电堆感应件120和测距元件130同时封装即可，便于组装。测温装置只需要装配上述的传感器100，便具备根据待测物的距离范围自动测温的功能，且不需要设置两个独立的温度传感器和测距传感器，从而降低测温装置壳内空间的占用。

请参阅图1，在本实施例中，封装壳体140包括顶壳143和侧壁142，其中，侧壁142围设于顶壳143并与顶壳143共同限定形成一个收容腔144，热电堆感应件120可容置于收容腔144内。

在一些实施方式中，封装壳体140可以通过直接在基板上注塑的方式形成，并包裹热电堆感应件等元件。即，在基板上设置热电堆感应件及其他所需的器件之后，通过注塑的方式形成包裹热电堆感应件及其他所需器件的封装壳体。

作为一种示例，如图1所示，透光窗口141可以设于顶壳143，其中，透光窗口141可以是通孔或者透光结构(由透光材料制成)，作为一种示例，顶壳143的至少部分结构可以由透光材料制成以形成透光窗口141。

基板110上设有多个焊盘，其中，热电堆感应件120的引脚与基板110上的部分焊盘进行焊接。测距元件130的引脚也与基板110上的部分焊盘进行焊接，测距元件130与热电堆感应件120通过基板110实现电连接。测距元件130的测距头131可以用于收发测距信号。基板110上可以设置连接引脚，其中连接引脚用于与其它电路板进行电连接，连接引脚可以从封装壳体140内伸出。传感器100通过连接引脚与其它电路板进行电连接。

作为一种示例，测距元件130可以为红外测距元件，如图2所示，测距头131包括发射头1311和接收头1312，其中，发射头1311可用于发射测距信号，接收头1312用于接收反射回来的测距信号，测距元件130根据测距信号的发射与接收时的时间差来进行距离测算。发射头1311和接收头1312均可以设置于封装壳体140内，并均朝向同一透光窗口141。

在一些实施方式中，接收头1312可以设于封装壳体140的外表面，并与透光窗口141位于封装壳体140的同一表面，发射头1311可以设于基板110并封装于封装壳体140的内部，并朝向透光窗口141。这样由发射头1311发射出的红外光经由待测物反射至封装壳体140的外表面时，即可以被接收头1312进行接收，减短红外光的反射路程，从而提高测量速度。在一些实施方式中，发射头1311可以设于封装壳体140的外表面，并与透光窗口141位于封装壳体140的同一表面，接收头1312可以设于基板110并封装于封装壳体140的内部，并朝向透光窗口141。此外，还可以是发射头1311与接收头1312均设于封装壳体140的外表面且邻近透光窗口141设置。封装壳体140的外表面可以设置有安装槽，其中测距元件130可以设置于安装槽内，并可以通过导线与基板110进行电连接，封装壳体140可以开设孔结构，导线经由孔结构穿入封装壳体140内，穿入封装壳体140内的导线可以贴合着封装壳体140的内壁进行走线，以与基板110进行连接。

在一些实施方式中，当测距元件120设置于基板时，如图2和图3所示，透光窗口141可以包括第一透光窗口1411和第二透光窗口1412，第一透光窗口1411和第二透光窗口1412可以设于封装壳体140的同一表面，感应面121可以与第一透光窗口1411相对设置，测距元件130的测距头131可以与第二透光窗口1412相对设置。作为一种示例，第一透光窗口1411和第二透光窗口1412可以并排设于封装壳体140的顶壳143，热电堆感应件120和测距元件130并排设置于基板110，其中，热电堆感应件120的感应面121朝向第一透光窗口1411设置，测距元件130的测距头131朝向第二透光窗口1412设置。作为另一种示例，第一透光窗口1411和第二透光窗口1412可以错落地设置于同一表面，也即，第一透光窗口1411和第二透光窗口1412交错地排列。

人体产生的红外(IR)能可以透过第一透光窗口1411入射至感应面121，热电堆感应件120根据接收到的红外对人体的体温进行测量。其中，测距头131的发射头1311和接收头1312均可以朝向第二透光窗口1412，发射头1311发出的测距信号经由第二透光窗口1412出射至待测物上，并经由待测物反射，反射回来的测距信号经由第二透光窗口1412入射至接收头1312内，测距元件130根据出射的测距信号和反射回来的测距信号的时间差对距离进行测量。通过将第一透光窗口1411和第二透光窗口1412均设于封装壳体140的顶壳143，只需将顶壳143朝向一个待测人体所在的方向时，便能够同时对人体的距离范围以及体温进行测量，人体辐射的红外光以及反射回的测距信号各自可以经由不同的透光窗口141入射至对应的元件，以实现准确测量。

在一些实施方式中，如图4所示，透光窗口141可以包括中心区域1413和环绕中心区域1413的外围区域1414，感应面121环绕中心区域1413设置并与外围区域1414相对，测距元件130与中心区域1413相对。作为一种示例，透光窗口141的数量可以为一个，其中感应面121和测距元件均可以通过同一透光窗口141进行测量。测距元件130的测距头131可以朝向透光窗口141的中心区域1413，感应面121可以环绕于测距头131的外周设置并与外围区域1414相对。这样当封装壳体140的体积较小时只需要开设一个透光窗口141即可，有利于减小传感器100的体积，而且，感应面121可以环绕于测距头131的外周设置，可以实现感应面121均匀地接收人体发出的红外能。

在一些实施方式中，如图5和图6所示，传感器100还可以包括红外滤光片151；红外滤光片151可以设置于封装壳体140内并与透光窗口141和感应面121相对，例如，红外滤光片151位于透光窗口141和感应面121之间，红外滤光片151沿透光窗口141的中心线方向的正向投影至少部分落于透光窗口141和感应面121，或者，红外滤光片151可以嵌设于透光窗口141并与感应面121相对。作为一种示例，红外滤光片151可以设置于透光窗口141与感应面121之间，其中，红外滤光片151的面积可以大于透光窗口141的面积，透光窗口141可以朝向红外滤光片151的中间区域，以使经由透光窗口141的光线能够更多地经由红外滤光片151进行过滤，以将红外光之外的其余光波过滤，这样可以过滤其余光波的干扰，以准确地测量人体的体温。

此外，在一些实施方式中，如图7所示，红外滤光片151可以设置为具有红光过滤作用的罩体结构，其中，罩体结构可以是半球体状、半椭圆体状、矩形状或者其它形状的罩体结构，罩体结构可以罩设于感应面121外周，由透光窗口141的光线能够全部经由罩体结构进行过滤后再入射至感应面121。

在一些实施方式中，如图5和图6所示，传感器100还可以包括聚光透镜152，聚光透镜152可以设于封装壳体140内，并且聚光透镜152的入光面朝向第一透光窗口1411，聚光透镜152的出光面可以朝向感应面121。其中聚光透镜152具有聚光的作用以将红外光更多地汇聚于感应面121，从而提高测温结果的准确度。聚光透镜152的焦点可以位于感应面121上，例如聚光透镜152的焦点可以位于感应面121的中心位置，以使更多的红外光束更为集中的汇聚于感应面121的中心位置，避免红外光线入射至感应面121的边缘或者边缘之外的区域，从而有效地提高测温结构的准确度。

在一些实施方式中，聚光透镜152可以设于红外滤光片151与感应面121之间，或者，红外滤光片151可以设于聚光透镜152与感应面121之间。作为一种示例，如图5所示，透光窗口141为孔结构时，聚光透镜152可以嵌设于孔结构内，红外滤光片151可以邻近于聚光透镜152的出光面设置，这样经由聚光透镜152汇聚后的光线透过红外滤光片151进行过滤，过滤后的红外光束入射至感应面121。通过同时设置聚光透镜152和红外滤光片151，既可以对光束进行汇聚又可以将红外之外的光束过滤掉，以尽可能地将更多的红外光束汇聚至感应面121上，从而有效地提高测量的准确度。

在一些实施方式中，聚光透镜152设置于封装壳体140外表面并且聚光透镜152的出光面朝向透光窗口141。作为一种示例，传感器100可以包括固定位，其中，固定位可以环绕透光窗口141设置，聚光透镜152通过固定位内装配于装壳体140的外表面。这样既避免聚光透镜152占用封装壳体140内的空间，又可以便捷地将聚光透镜152安装在封装壳体140外。

本申请实施例提供的传感器100同时设有热电堆感应件120和测距元件130，热电堆感应件120和测距元件130可以共用同一基板110和封装壳体140，降低成本；在组装时，只需要将热电堆感应件120和测距元件130同时封装即可，便于组装。测温装置只需要装配上述的传感器100，便可以具备根据被测物的距离范围进行测温的功能，而不需要设置两个独立的温度传感器和测距传感器，能有效降低测量装置内空间的占用。

请参阅图8，本申请实施例还提供一种测温装置200，包括上述的传感器100以及外壳210，外壳210设有开口201，传感器100设于外壳210内，且透光窗口141与开口201相对设置。其中，测温装置200可以为便携式测温计、额温枪、红外测温仪等。

作为一种示例，测温装置200可以为额温枪，其中，测温装置200的外壳210可以包括相连的测温部211和手持部212，手持部212可以连接于测温部211的一端并可以与测温部211呈角度连接，例如，手持部212与测温部211之间的夹角可以大于或等于90°，开口201可以设于测温部211的远离手持部212的端面，测温部211设有与开口201连通的安装腔，其中上述的传感器100可以设于安装腔内，其中，透光窗口141可以位于开口201。

此外，在一些实施方式中，测温装置200还可以包括显示模组230，显示模组230设于外壳210并与传感器100电连接，以用于显示温度数据。显示模组230可以设于手持部212的外表面，以便于用户在测温时近距离观察。

请参阅图8，在本实施例中，测温装置200还包括控制电路220，其中控制电路220可以包括电路板以及MCU芯片，其中MCU芯片的引脚焊接于电路板的焊盘，传感器100的连接引脚焊接于电路板的焊盘以与MCU芯片电连接，MCU芯片可以获取传感器100测量的温度值和距离值，并根据对应的距离值对温度值进行相应的补偿以测量人体实际的体温，并可以通过显示模组230将对应的温度结果显示出来，此外，MCU芯片还可以根据传感器100测量的距离值来确定人体是否处于测温距离范围内以控制热电堆感应件120的开启或关闭。

本申请提供的测温装置通过设置上述的传感器100，便可以具备根据被测物的距离范围自行启动测温的功能，且不需要在外壳内设置两个独立的温度传感器和测距传感器，减少了外壳内的占用，降低成本。

上面结合附图对本申请各实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施例，上述的具体实施例仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种传感器，其特征在于，包括：

基板；

封装壳体，所述封装壳体设有至少一透光窗口；

热电堆感应件，所述热电堆感应件设于所述基板且封装在所述封装壳体内部，所述热电堆感应件具有感应面，所述感应面与所述透光窗口相对设置；以及

测距元件，所述测距元件具有测距头，所述测距元件封装在所述封装壳体内且所述测距头与所述透光窗口相对设置，或者所述测距元件设于所述封装壳体的外表面且邻近所述透光窗口设置。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括红外滤光片；所述红外滤光片设置于所述封装壳体内并与所述透光窗口和所述感应面相对，或者，所述红外滤光片嵌设于所述透光窗口并与所述感应面相对。

3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括聚光透镜，所述聚光透镜设于所述封装壳体内,并且所述聚光透镜的入光面朝向所述透光窗口，所述聚光透镜的出光面朝向所述感应面。

4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述聚光透镜设于所述红外滤光片与所述感应面之间，或者，所述红外滤光片设于所述聚光透镜与所述感应面之间。

5.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述传感器还包括聚光透镜，所述聚光透镜设置于所述封装壳体的外表面,并且所述聚光透镜的出光面朝向所述透光窗口。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的传感器，其特征在于，所述透光窗口包括第一透光窗口和第二透光窗口，所述第一透光窗口和所述第二透光窗口均设于所述封装壳体的同一表面，所述感应面与所述第一透光窗口相对设置，所述测距元件设于所述封装壳体内，且所述测距头与所述第二透光窗口相对设置。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的传感器，其特征在于，所述透光窗口包括中心区域和环绕所述中心区域的外围区域，所述感应面环绕所述中心区域设置并与所述外围区域相对，所述测距元件与所述中心区域相对。

8.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述测距头包括发射头和接收头，所述接收头设于所述封装壳体的外表面，并与所述透光窗口位于所述封装壳体的同一表面，所述发射头设于所述基板并封装于所述封装壳体的内部，并朝向所述透光窗口。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的传感器，其特征在于，所述测距元件为红外测距元件、激光测距元件以及超声波测距元件中的一者。

10.一种测温装置，其特征在于，所述测温装置包括如权利要求1-9中任一项所述的传感器以及外壳，所述外壳设有开口，所述传感器设于所述外壳内，且所述透光窗口与所述开口相对设置。

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