[发明专利]红外温度传感器及包括其的探头、红外体温计

说明书

公开一种红外温度传感器，该红外温度传感器包括：外壳，包括外周壁和底壁，所述外周壁设于底壁上；红外透镜，设于外周壁的顶部；柔性导电加热板，设于所述底壁上；热电堆探测器，设于外壳内，并对应所述红外透镜设置；温度传感器，设于外壳内，用于测量所述外壳内的环境温度；其中，所述外壳由导热材料制成，所述柔性导电加热板用于对所述热电堆探测器所处的内部环境进行加热，从而使得所述热电堆探测器快速的适应变化的环境温度。该红外温度传感器的测量精度高，能够有效避免在变化的环境温度下测量漂移情况的出现，从而实现对待测对象的精准温度测量。该发明还公开一种设有该红外温度传感器的探头以及设有该红外温度传感器的红外体温计。

技术领域

本发明涉及红外探测技术领域，更具体地，涉及一种红外温度传感器及包括其的探头、红外体温计。

背景技术

红外测温技术由于使用方便快捷，受到越来越普遍的使用，例如耳温计通过插入待测人体耳朵内使其探头靠近鼓膜来探测人体的体温。红外温度传感器是一种将接收物体发射出的热辐射转化为电压信号，在通过一系列处理和计算，从而可以测到物体的温度的探测装置。

图1示出了现有技术中的第一种红外温度传感器，该红外温度传感器采用TO-46，TO-5等标准封装，石塚，海曼，GE等市场上能购买到的绝大多数传感器均为此种结构。因其为标准封装，原始设计主要用于工业红外测温，对温度测量值的准确性要求不高，未考虑人体红外测温，特别是耳腔温度测量时的特点，容易产生偏差。

此种偏差产生的原因有：

1、金属封装壳体较薄，容易受外界影响，导致封装壳体内部面温度与热电堆探测器温度不一致，从而影响测温的准确性。

2、红外透镜与壳体采用高分子有机胶水粘接，高分子有机胶水的导热系数、发射率等物理特点与金属封装壳体的大不相同，导致红外温度传感器内部稳定的热流场与辐射场很难建立，进而影响了测温精度。

3、金属封装底座为了向外输出相关信号，需要将其开孔，埋入金属引脚，再使用有机胶水密封和绝缘。此举也会导致热流场与辐射场的稳定性，在变温情况下导致红外温度传感器输出错误信号，进而造成测温偏差。

图2至图4示出了现有技术中的第二种红外温度传感器，该红外温度传感器根据现有技术中第一种红外温度传感器产生偏差的原因中的第1和第2点，埃塞力达等公司做如下改进：将红外透镜的粘接面放置在金属壳体外部，适当增厚金属封装座的厚度。该红外温度传感器的缺点为：金属封装底座为了向外输出相关信号，需要将其开孔，埋入金属引脚，再使用有机胶水密封和绝缘。此举也会导致热流场与辐射场的稳定性，在变温情况下导致红外温度传感器输出错误信号，进而造成测温偏差。

图5示出了现有技术中的第三种红外温度传感器，该红外温度传感器公开在公开号为CN107389206A的专利文件中，其描述了一种针对现有技术中的第一种红外温度传感器的改良方案。在传统TO-46，TO-5的封装底座上增加加热器，其目的是探测时提高红外传感器温度，减少传感器外部温度对其影响。该种方案的缺点为：加热器通电加热，使传感器升温，只能减少传感器外部热量对传感器的影响，不能从根本上解决红外传感器内部结构带来的缺点。

另外，现有技术中的红外温度传感器，其内设有热电堆探测器，热电堆探测器工作原理：热电堆探测器工作原理为塞贝克效应。如果两种不同的材料或者材料相同逸出功不同的物体a和b，在热结端相连，热结与冷区存在一定温度差ΔT，那么冷区两个梁之间就会产生一个开路电势ΔV，这就是塞贝克效应，亦称为温差电效应。物体a和b就构成了一个热电偶。若干个热电偶串联起来就形成了热电堆。热电堆探测器准确探测的条件：