一种数字式红外温度传感器的制作方法

本实用新型属于传感器设计技术领域，具体涉及一种数字式红外温度传感器。

背景技术：

红外测温是根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度，不与被测物体接触，从而不影响到被测物体温度场分布,具有温度分辨率高、响应速度快、测温范围广、稳定性好等特点，应用领域广泛。

目前市面上的红外温度传感器多为模拟信号输出，传输距离短、容易受干扰、不利于系统集成，且传感器结构设计较为复杂，装配困难，制作成本高，多数产品价位近千元。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种结构简单、安装便利、成本低廉、工艺性强，便于实现批量化生产的数字式红外温度传感器。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种数字式红外温度传感器，包括温度采集芯片、底座、信号处理电路板、管状外壳、盖板、插座，其中，所述底座设置有安装温度采集芯片的通孔及凹槽，温度采集芯片的四个管脚焊接于信号处理电路板后整体插入到底座的通孔及凹槽内进而构成测温组件，所述信号处理电路板通过引出导线与插座连接；所述测温组件及引出导线整体置于管状外壳的内部，其中，管状外壳的一端通过设置内螺纹与底座螺纹a连接，管状外壳的另一端通过螺钉与盖板固定连接，所述插座安装在盖板上。

优选地，所述底座的端面均匀设置有多个盲孔，便于使用三爪工具将底座旋拧进管状外壳。

优选地，所述温度采集芯片的四个管脚两两一组，分别焊接在信号处理电路板的正反两面，以提高温度采集芯片的稳固性。

优选地，所述温度采集芯片的四个管脚，分别保留其管脚长度至少5mm，以便后续灌胶。

优选地，所述底座的凹槽内灌注有硅橡胶，以提高温度采集芯片的稳固性。

优选地，所述管状外壳的内部空间灌注有硅橡胶，以提高整个测温组件固定的稳定性。

优选地，所述管状外壳的外表面上设置有长螺纹，长螺纹上安装有两个安装螺母，两个安装螺母将传感器整体夹紧固定于现场的安装板上，并可以通过改变螺母位置来调节MLX90614温度采集芯片测温端与被测物体之间的距离。

优选地，所述温度采集芯片采用MLX90614。

优选地，所述信号处理电路板采用STM32为核心处理器。

本实用新型中，MLX90614温度采集芯片用于非接触地采集被测物体的温度；信号处理电路板用于处理MLX90614芯片采集到的温度信号，并进行处理后以RS485的通讯形式发送上位机；管状外壳作为主体用于保护电路板，并连接其余零件；底座用于安装固定MLX90614温度采集芯片，并与管状外壳的一端连接；盖板用于固定插座，并与管状外壳的另一端连接；插座用于输出信号处理电路板上的信号，使其与上位机连接；安装螺母及波形弹性垫片用于固定整支传感器。

本实用新型所达到的有益效果是：本实用新型基于STM32数据处理芯片和MLX90614温度采集芯片设计了数字式红外温度传感器，可用于380℃以下温场的高精度测量，测量值分辨率0.02℃，并通过RS485输出数字温度信号，以延长信号传输距离，且与上位机易于集成；传感器装配结构的新颖设计，使得整个传感器简单实用，工艺性强，便于实现批量化生产；同时与目前市面上同类产品相比，其具有良好的经济性，一般市面上的相关产品其销售价格在700元至1000元左右，而本实用新型研制的传感器成本可以控制在160元以内，价格上具有很大优势。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是测温组件的结构示意图。

图3是底座的结构示意图。

图4是图3的左视图。

图5是管状外壳的结构示意图。

图6是图5的右视图。

图中：1、温度采集芯片，2、底座，3、硅橡胶，4、信号处理电路板，5、管状外壳，6、引出导线，7、盖板，8、插座，9、螺钉，10、安装螺母，11、盲孔，12、螺纹孔，a、底座外螺纹，b、管状外壳内螺纹，c、长螺纹。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

如图1所示，本实用新型基于STM32数据处理芯片和MLX90614温度采集芯片的数字式红外温度传感器包括：MLX90614温度采集芯片1、信号处理电路板4、管状外壳5，底座2、盖板7、插座8、安装螺母10及波形弹性垫片等。

温度采集芯片4是整个传感器的核心器件，本实用新型中选用Melexis公司生产的一款MLX90614型热电堆红外探测器。该探测器尺寸小，成本低、易集成，内部集成了低噪声放大器、17位模数转换器和强大的DSP处理单元，使得高精度和高分辨的温度测量得以实现。输出数据接口为数字式的PWM和SMBus两种形式。

信号处理电路板4以STM32F103T8U6微处理器和MAX3485通讯芯片为主要芯片，辅以各规格的电阻、电容、二极管等器件，从而实现数据的进一步处理以及信号的RS485通讯。信号处理电路板4的外形做成长条状，其宽度略小于管状外壳的内径。

将MLX90614温度采集芯片1的四个管脚焊接至信号处理电路板4，焊接时四个管脚两两分别焊接在信号处理电路板4的正反两面，以提高芯片固定的稳定性。同时保留其管脚长度至少5mm，以便后续灌胶。焊接完成后，将MLX90614温度采集芯片1与信号处理电路板4的组合体垂直地插入底座2的凹槽内，从而保证MLX90614温度采集芯片端面(即透镜面)平行于底座底面，如图2所示。再向底座2的凹槽灌注满硅橡胶，灌注时应保证胶水充分地填满MLX90614温度采集芯片1底面至底座2槽口之间的空间。待胶水固化后，即可将MLX90614温度采集芯片1、信号处理电路板4、底座2三者可靠连接，这一组件称为测温组件。

如图1，在信号处理电路板4上焊接完引出导线6后，将测温组件通过底座2上的外螺纹a(见图3和图4)与管状外壳5上的内螺纹b(见图5和图6)拧紧固定。在拧紧过程中，可以利用底座上设置的三个盲孔11，采用三爪工装在卡牢盲孔11后不断将测温组件旋进管状外壳5内部。为防止后期使用过程中松动，可以在底座2的外螺纹a上涂覆螺纹锁紧液。

将引出导线6的另一端与固定在盖板7上的插座8焊盘相连接，并在焊接处套热缩套管，以避免线路短路。焊接后，在管状外壳5内灌注硅橡胶。在硅橡胶固化前，将盖板7与管状外壳5通过螺钉9拧紧固定。三个螺钉孔12均布地设置在管状外壳5的端面上，见图4。

本实用新型提供的传感器在使用时，通过管状外壳5长螺纹c上的两个安装螺母10将整个传感器与安装板夹紧固定。此外，管状外壳5上的长螺纹c布置方便传感器在安装时调节测温探头至被测物体表面的距离。

综合上述，整个传感器设计采用的零部件及辅助材料数量少，力求在保证产品质量和实现性能的前提下尽量减少装配零件和安装工序，产品工艺性强，从而降低了产品成本，提高市场竞争力。相比与现有技术，具有实质性的创新和进步。