一种非接触式红外测温模组及测温设备的制作方法

1.本技术涉及测温技术领域，尤其涉及的是一种非接触式红外测温模组及测温设备。


背景技术：

2.非接触式红外测温模组(也叫非接触式红外测温模组)在生活和工作的运用非常广泛便利，市场上的非接触式红外测温模组能在短时间内取得温度测量结果。
3.目前，红外测温技术的应用越来越广泛，尤其在产品质量控制和检测、设备在线故障诊断、安全保护以及节约能源等方面发挥了重要作用。近年来，非接触式红外测温仪在技术上得到迅速发展，性能不断提高，适用范围也不断扩大，市场占有率逐年增长。比起接触式测温方法，红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。
4.但是，现有技术的非接触式红外测温模组结构体积偏大不利于产品小型化，且现有技术的非接触式红外测温模组透镜凸出模组设置长时间使用表面容易积累灰尘或被刮蹭，影响其性能。
5.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术中测试距离过短的缺点，本技术的目的在于提供一种非接触式红外测温模组及测温设备，旨在解决现有技术的非接触式红外测温模组结构体积偏大不利于产品小型化，且现有技术的非接触式红外测温模组透镜凸出模组设置长时间使用表面容易积累灰尘或被刮蹭，影响其性能的技术问题。
7.本技术的技术方案如下：
8.一种非接触式红外测温模组，其中，包括：
9.红外温度传感器,用于采集目标红外能量、处理为目标温度信号；
10.镜筒结构罩，罩设在所述红外温度传感器上；
11.透镜，安装在所述镜筒结构罩上，用于过滤和聚焦红外线；
12.所述透镜为平凸硅透镜，所述平凸硅透镜镶嵌在所述镜筒结构罩一端；
13.所述平凸硅透镜一端为平面，另一面为凸面，所述平凸硅透镜镶嵌在所述镜筒结构罩一端，并且所述平凸硅透镜的凸面朝向所述镜筒结构罩内侧，所述平凸硅透镜的平面朝向所述镜筒结构罩上端、并与所述镜筒结构罩上端面齐平。
14.所述的非接触式红外测温模组，其中，
15.所述镜筒结构罩的高度满足：使安装在所述镜筒结构罩两端的所述红外温度传感器和所述透镜的距离小于所述透镜的焦距；并且使透过的光线覆盖在所述红外温度传感器的四个感应点上。
16.所述的非接触式红外测温模组，其中，
17.所述镜筒结构罩包括：呈中空形状的镜筒体，及与所述镜筒体一端一体设置的罩
体，所述镜筒体另一端用于安装所述透镜，所述罩体套设在所述红外温度传感器上。
18.所述的非接触式红外测温模组，其中，所述罩体的形状与所述红外温度传感器的形状相匹配，所述镜筒体的横截面小于所述罩体的横截面。
19.所述的非接触式红外测温模组，其中，所述红外温度传感器为方形结构，所述罩体为方形中空结构；所述罩体套设在所述红外温度传感器上，所述罩体的方形中空结构内壁与方形结构的红外温度传感器外侧边贴合设置。
20.所述的非接触式红外测温模组，其中，所述镜筒体另一端设置有用于嵌入安装所述透镜的凸圈，所述凸圈距离所述镜筒体上端面的高度与所述透镜侧边缘的厚度相等；
21.所述透镜为硅透镜，所述硅透镜镶嵌在所述镜筒结构罩一端；
22.所述镜筒结构罩为铝镜筒结构罩或铜镜筒结构罩；
23.所述镜筒结构罩内部中心丝对准所述红外温度传感器。
24.所述的非接触式红外测温模组，其中，
25.所述红外温度传感器采用型号为mlx 90632的贴片式传感器芯片；所述红外温度传感器、所述镜筒结构罩、所述透镜依次封装在一起。
26.所述的非接触式红外测温模组，其中，其还包括基板，所述红外温度传感器安装在所述基板上，所述镜筒结构罩安装在所述基板上对应罩住所述红外温度传感器。
27.所述的非接触式红外测温模组，其中，所述红外温度传感器的长宽高尺寸分别为3mm x 3mm x 1mm；
28.所述镜筒结构罩的长宽高尺寸分别为3.9mm x4.5mm x3.2mm铝材质镜筒结构罩；
29.所述非接触式红外测温模组的长宽高尺寸分别为17.7mm x 4.0mm x 3.7mm。
30.一种测温设备，其中，包括：测温设备本体，以及任一项所述的非接触式红外测温模组，所述非接触式红外测温模组设置在所述测温设备本体上；所述测温设备为测温枪、手机、手表、手环、耳机、平板、或安检门。
31.本技术的有益效果是：本技术所提供的非接触式红外测温模组及测温设备，包括红外温度传感器、镜筒结构罩、透镜；由于采用所述透镜为平凸硅透镜，所述平凸硅透镜镶嵌在所述镜筒结构罩一端；所述平凸硅透镜一端为平面，另一面为凸面，所述平凸硅透镜镶嵌在所述镜筒结构罩一端，并且所述平凸硅透镜的凸面朝向所述镜筒结构罩内侧，所述平凸硅透镜的平面朝向所述镜筒结构罩上端、并与所述镜筒结构罩上端面齐平。其中本实用新型所述平凸硅透镜的平面朝外放置，凸透镜可起到滤光和汇聚平行光的作用，将需要的部分光线聚集在所述红外温度传感器上，使测温模组能更好的采集光线，达到更长的测试距离；平面朝外放置可以避免透镜长时间使用表面灰尘累积或被刮蹭，影响其性能，且平面朝外有效的缩减了模组所占空间、美化了外观，使其更适用于手机等产品。并且本实用新型的非接触式红外测温模组结构简单，体积小，大大缩减了非接触式红外测温模组的体积，是目前为止最小型的非接触式红外测温模组，可装嵌在手机、手表、手环、耳机等小型设备上，应用广泛。此外，它的散热性能好，受外部环境影响小，精度高，测量距离为可达到5
‑
10cm。能达到不同的环境的测量要求，并且结构简单，安装方便。
附图说明
32.图1是本技术实施例的非接触式红外测温模组的立体结构示意图。
33.图2是本技术实施例的非接触式红外测温模组的爆炸结构示意图。
34.图3是本技术实施例的非接触式红外测温模组的剖面结构示意图。
35.图4是本技术实施例的非接触式红外测温模组的倒放结构示意图。
36.图5是本技术实施例的非接触式红外测温模组的光路结构示意图。
37.图6是本技术实施例的非接触式红外测温模组的红外温度传感器芯片结构示意图。
具体实施方式
38.本技术提供一种非接触式红外测温模组及测温设备，为使本技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
39.发明人研究发现，红外测温传感器是一种利用红外线来测量温度的设备，红外测温传感器按照测量原理可以分为两类:光电红外温度传感器和热电红外温度传感器。热电红外温度传感器是利用红外辐射的热效应，通过温差电效应、热释电效应和热敏电阻等来测量所吸收的红外辐射，间接地测量辐射红外光物体的温度。
40.红外测温原理为：任何物体只要它的温度高于绝对零度(
‑
273℃)，就有热辐射向外部发射，物体温度不同，其辐射出的能量也不同，且辐射波的波长也不同，但总是包含着红外辐射在内，千摄氏度以下的物体，其热辐射中强的电磁波是红外波，所以对物体自身红外辐射的测量，便能准确测定它的表面温度，这就是红外测温仪测温依据的客观基础。
41.但是，现有技术的红外测温技术的应用越来越广泛，尤其在产品质量控制和检测、设备在线故障诊断、安全保护以及节约能源等方面发挥了重要作用。近年来，非接触式红外测温仪在技术上得到迅速发展，性能不断提高，适用范围也不断扩大，市场占有率逐年增长。比起接触式测温方法，红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。
42.但是，现有技术的非接触式红外测温模组结构体积偏大，结构复杂，不利于产品小型化，不利于降低成本。因此，现有的技术存在缺陷，需要改进。
43.为此，本技术实施例1提供了一种非接触式红外测温模组，如图1和图2所示，本实施例1所述非接触式红外测温模组100包括：
44.红外温度传感器10,用于采集目标红外能量、处理为目标温度信号；
45.镜筒结构罩20，罩设在所述红外温度传感器10上；
46.透镜30，安装在所述镜筒结构罩20上，用于过滤和聚焦红外线。
47.本实用新型实施例中，采用将所述红外温度传感器10安装在所述镜筒结构罩20一端，将所述透镜30安装在所述镜筒结构罩20另一端；所述红外温度传感器10、镜筒结构罩20、透镜30依次封装在一起。测量温时，被测物体的目标红外能量光线通过所述透镜聚焦到所述红外温度传感器 10，处理为目标温度信号，实现对物体温度的测量。本实用新型的非接触式红外测温模组结构简单，体积小，封装使用非常方便。
48.本实用新型采用所述红外温度传感器采用型号为mlx 90632的贴片式传感器芯片；这样本实施例采用mlx 90632的贴片式传感器芯片体积非常小，再配合独特的镜筒结构罩，以及透镜使整个测温模组结构简单紧凑，整体体积微小。
49.本实用新型具体实施例中，较佳地，可以先将红外温度传感器10安装在一基板40上。如图1和图2所示，即本实用新型的非接触式红外测温模组，其还包括基板40，所述红外温度传感器10安装在所述基板40上，所述镜筒结构罩20安装在所述基板40上对应罩住所述红外温度传感器10。通过所述基板40方便将红外温度传感器10的连接线引出。
50.进一步地，所述的非接触式红外测温模组，采用所述透镜30为硅透镜 30，所述硅透镜30镶嵌在所述镜筒结构罩20一端。本实用新型中较佳地，采用所述透镜30为平凸硅透镜(透镜30)，所述平凸硅透镜(透镜30)镶嵌在所述镜筒结构罩20一端，平凸硅透镜(透镜30)光线汇聚效果好。即采用硅材质的平凸硅透镜(透镜30)。
51.本实用新型实施例中，如图3和图5所示，所述平凸硅透镜(透镜30) 一端为平面31，另一面为凸面32，所述平凸硅透镜(透镜30)镶嵌在所述镜筒结构罩20一端，并且所述平凸硅透镜(透镜30)的凸面32朝向所述镜筒结构罩20内侧，所述平凸硅透镜(透镜30)的平面31朝向所述镜筒结构罩20上端、并与所述镜筒结构罩20上端面齐平。这样，本实用新型实施例的所述平凸硅透镜(透镜30)嵌入安装在所述镜筒结构罩20上方时，平面31朝上，凸面32朝下，使得所述平凸硅透镜(透镜30)上端平面与所述镜筒结构罩20上端面齐平，在保证好的光汇聚效果情况下不会占用外面更多体积，更有利于本实用新型实施例的非接触式红外测温模组的微小型化设置。
52.即本实用新型实施例中，采用的透镜为硅材质的平凸透镜，其中平面朝外放置，凸透镜可起到滤光和汇聚平行光的作用，将需要的部分光线聚集在传感器上，使测温模组能更好的采集光线，达到更长的测试距离；平面朝外放置可以避免透镜长时间使用表面灰尘累积或被刮蹭，影响其性能，且平面朝外有效的缩减了模组所占空间、美化了外观，使其更适用于手机等产品。
53.在一种实施方式中，本实施例所述的非接触式红外测温模组，其中，如图2和图3所示，所述镜筒结构罩20包括：呈中空形状的镜筒体21，与所述镜筒体21一端一体设置的罩体22，所述镜筒体21另一端用于安装所述透镜30，所述罩体22套设在所述红外温度传感器10上。本实用新型实施例中，所述镜筒结构罩20采用分段式结构，即所述镜筒结构罩20包括：呈中空形状的镜筒体21，和罩体22；所述罩体22罩设在所述红外温度传感器10，所述罩体22的大小需要能完全容纳所述红外温度传感器10；而用于透光进所述红外温度传感器10的镜筒体21的横截面比所述罩体22的横截面小，只要不阻碍光线进入所述红外温度传感器10，这样本实用新型所述镜筒结构罩20采用分段式结构，镜筒体21体积可以做小，便于使整个非接触式红外测温模组体积做小，大大缩减了非接触式红外测温模组的体积，是目前为止最小型的非接触式红外测温模组，可装嵌在手机、手表、手环、耳机等小型设备上，应用广泛。
54.如图2和图3所示，本实用新型所述的非接触式红外测温模组，较佳地，所述罩体22的形状与所述红外温度传感器10的形状相匹配，所述镜筒体21的横截面小于所述罩体22的横截面。具体地如图3所示，所述罩体22内壁形状与所述红外温度传感器10外侧形状态相匹配，使镜筒结构罩20刚好罩住所述红外温度传感器10，结构紧凑。所述镜筒体21的横截面小于所述罩体22的横截面可以使整个测温模组体积减小。
55.在进一步较佳地实施例中，所述的非接触式红外测温模组，如图2和图3所示，所述红外温度传感器10为方形结构，所述罩体22为方形中空结构；所述罩体22套设在所述红外
温度传感器10上，所述罩体22的方形中空结构内壁与方形结构的红外温度传感器10外侧边贴合设置。本实用新型中，所述红外温度传感器10和所述罩体22都设置为方形结构，并所述罩体22的方形中空结构内壁与方形结构的红外温度传感器10外侧边贴合设置，不紧使本实用新型整个测温模组结构紧凑，体积小，更有利用所述红外温度传感器导热到镜筒结构罩20，便于散热。
56.本实用新型实施例所述的非接触式红外测温模组，如图3所示，所述镜筒体21的一端用于容纳安装所述红外温度传感器10，所述镜筒体21另一端设置有用于嵌入安装所述透镜30的凸圈23。本实用新型通过在所述镜筒结构罩20的镜筒体20上端设置所述凸圈23，所述凸圈23距离所述镜筒体21上端面的高度与所述透镜30侧边缘的厚度相等。这样方便所述透镜 30嵌入安装在所述镜筒结构罩20的镜筒体20上端。
57.在一种实施方式中，本实施例所述的非接触式红外测温模组，其中，所述镜筒结构罩20为铝镜筒结构罩20或铜镜筒结构罩20；本实用新型采用所述镜筒结构罩20为铝镜筒结构罩20或铜镜筒结构罩20具有良好的导热性能，可以达到更好的散热效果。
58.较佳地，所述镜筒结构罩20内部中心丝对准所述红外温度传感器10。这样更有利于将红外光线聚集到所述红外温度传感器10，提高所述红外温度传感器10测量精度。
59.本实用新型实施例中所述的非接触式红外测温模组，如图5所示，本实施例所述镜筒结构罩20的高度满足：使安装在所述镜筒结构罩20两端的所述红外温度传感器10和所述透镜30的距离(即图5所示的a1到a2 的距离)小于所述透镜30的焦距f；并且使透过的光线覆盖在所述红外温度传感器10的四个感应点上。如图6所示的b1所指的红外传感器10的四个点。这样会使得红外温度传感器感应到最强的汇聚光，提高温度测量精度，保证了准确性。
60.本实用新型实施例所述的非接触式红外测温模组，所述红外温度传感器10的长宽高尺寸分别为3mm x 3mm x 1mm。则本实施例中较佳地，采用所述镜筒结构罩20的长宽高尺寸范围分别为长2.9
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4.9mm，宽 3.5
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5.5mm，高2.2
‑
4.2mm；本实施例中较佳地采用所述镜筒结构罩20的长宽高尺寸为3.9mm x4.5mm x3.2mm铝材质镜筒结构罩为最佳。
61.本实用新型实施例采用的镜筒结构罩为3.9mm x4.5mm x3.2mm铝材质 (范围待确定)的镜筒结构罩结构，具有良好的导热性能；其高度由透镜的焦距决定。镜筒高度因满足：使传感器距离硅透镜小于硅透镜的焦距且使透过的光线可以覆盖掉传感器上的“四个感应点”，如图6所示。这样会使得红外温度传感器感应到最强的汇聚光，提高温度测量精度，保证了准确性
62.在进一步较佳地实施例中，所述的非接触式红外测温模组，采用所述基板40为fpc软板，所述红外温度传感器10安装在所述fpc软板上，所述镜筒结构罩20安装在所述fpc软板上对应罩住所述红外温度传感器10。较佳地，如图1所示，所述fpc软板为条形fpc软板(如图1所示的40)，所述红外温度传感器10安装在所述fpc软板一端并与所述fpc软板电连接上，所述fpc软板另一端设置为用于插接的电连接触角41。
63.本实用新型实施例中，采用所述非接触式红外测温模组设置在fpc软板上，fpc软板是一种简单结构的柔性电路板，主要用于和其他电路板的连接。本实用新型采用fpc软板可自由弯曲、卷绕、折叠、依照空间布局要求任意排列，并在三维空间任意移动和伸缩，从而达到元器件装配和导线连接的一体化；fpc软板可大大缩小电子产品的体积和重量，适应电
子产品向高密度、小型化、高可靠性方向发展的需要；采用fpc软板还具有良好的散热性和可焊性以及易于装连、综合成本较低等优点，软硬结合的设计也在一定程度上弥补了柔性基材在元件承载能力上的略微不足。
64.进一步地，本实施例所述的非接触式红外测温模组，如图2所示，采用所述红外温度传感器10安装在所述fpc软板(如图2所示的40)正面上，所述镜筒结构罩20安装在所述fpc软板正面上对应罩住所述红外温度传感器；如图4所示，在所述fpc软板背面对应安装所述红外温度传感器10的位置、贴合设置有一加强板50。采用在所述fpc软板背面对应安装所述红外温度传感器10的位置、贴合设置有一加强板50可以使用整个模组在保证fpc软板可自由弯曲、卷绕、折叠、依照空间布局要求任意排列基础上，加强非接触式红外测温模组的保护硬度，可以有效保护所述红外温度传感器10，并可以加强导热散热。
65.本实用新型实施例，所述非接触式红外测温模组整体的长宽高尺寸分别为长的范围为12.7
‑
22.7mm(毫米)，宽的范围为3.2
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9mm，高的范围为 1.2
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8.7mm么。本实用新型较佳地，采用所述非接触式红外测温模组整体的长宽高尺寸分别为17.7mm x 4.0mm x 3.7mm，大大缩减了非接触式红外测温模组的体积，是目前为止最小型的非接触式红外测温模组，可装嵌在手机、手表、手环、耳机等小型设备上，应用广泛。此外，它的散热性能好，受外部环境影响小，精度高，测量距离为可达到5
‑
10cm。能达到不同的环境的测量要求。
66.基于上述实施例的非接触式红外测温模组，本实用新型实施例还提供了一种测温设备，包括：测温设备本体，以及任一项所述的非接触式红外测温模组，所述非接触式红外测温模组设置在所述测温设备本体上；所述测温设备为测温枪、手机、手表、手环、耳机、平板、或安检门。
67.基于上述实施例的非接触式红外测温模组，本实用新型实施例还提供了一种手持测温枪，包括：手持测温枪本体，以及上述任一项所述的非接触式红外测温模组100，所述非接触式红外测温模组100设置在所述手持测温枪本体上。
68.基于上述实施例的非接触式红外测温模组，本实用新型实施例还提供了一种带测温功能的手机，包括手机本体，以及上述任一项所述的非接触式红外测温模组100，所述非接触式微型红外测温模100组设置在所述手机本体上。
69.基于上述实施例的非接触式红外测温模组，本实用新型实施例还提供了一种带测温功能的手表，包括手表本体，以及上述任一项所述的非接触式红外测温模组100，所述非接触式红外测温模组100设置在所述手表本体上。
70.基于上述实施例的非接触式红外测温模组，本实用新型实施例还提供了一种带测温功能的手环，包括手环本体，以及任一项所述的非接触式红外测温模组100，所述非接触式红外测温模组100设置在所述手环本体上。
71.基于上述实施例的非接触式红外测温模组，本实用新型实施例还提供了一种带测温功能的耳机，包括耳机本体，以及上述实施例任一项所述的非接触式红外测温模组100，所述非接触式红外测温模组100设置在所述耳机本体上。
72.基于上述实施例的非接触式红外测温模组，本实用新型实施例还提供了一种带测温功能的平板，包括平板本体，以及上述实施例任一项所述的非接触式红外测温模组100，所述非接触式红外测温模组100设置在所述平板本体上。
73.基于上述实施例的非接触式红外测温模组，本实用新型实施例还提供了一种安检
门，包括安检门本体，以及上述实施例任一项所述的非接触式红外测温模组100，所述非接触式红外测温模组100设置在所述安检门本体上。
74.本技术的有益效果是：本技术所提供的非接触式红外测温模组及测温设备，包括红外温度传感器、镜筒结构罩、透镜；由于采用所述透镜为平凸硅透镜，所述平凸硅透镜镶嵌在所述镜筒结构罩一端；所述平凸硅透镜一端为平面，另一面为凸面，所述平凸硅透镜镶嵌在所述镜筒结构罩一端，并且所述平凸硅透镜的凸面朝向所述镜筒结构罩内侧，所述平凸硅透镜的平面朝向所述镜筒结构罩上端、并与所述镜筒结构罩上端面齐平。其中本实用新型所述平凸硅透镜的平面朝外放置，凸透镜可起到滤光和汇聚平行光的作用，将需要的部分光线聚集在所述红外温度传感器上，使测温模组能更好的采集光线，达到更长的测试距离；平面朝外放置可以避免透镜长时间使用表面灰尘累积或被刮蹭，影响其性能，且平面朝外有效的缩减了模组所占空间、美化了外观，使其更适用于手机等产品。并且本实用新型的非接触式红外测温模组结构简单，体积小，大大缩减了非接触式红外测温模组的体积，是目前为止最小型的非接触式红外测温模组，可装嵌在手机、手表、手环、耳机等小型设备上，应用广泛。此外，它的散热性能好，受外部环境影响小，精度高，测量距离为可达到5
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10cm。能达到不同的环境的测量要求，并且结构简单，安装方便。
75.应当理解的是，本技术的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。