CN112097922A - 一种基于热电堆红外测温模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于热电堆红外测温模组，涉及体温测量技术领域；为了解决温度测量受距离影响较大问题；具体包括核心组件和安置组件，所述核心组件包括装置盒和MCU处理器控制板，所述MCU处理器控制板顶部外壁电性安装有热电堆红外传感芯片、距离传感模块、高精度NTC芯片、匹配模块和外接设备接口，其中热电堆红外传感芯片电性连接有热电堆红外传感器，距离传感模块电性连接有距离传感器；所述MCU处理器控制板内部设置有驱动模块，驱动模块包括温度计算程序和环境补偿程序。本发明匹配模块能够针对到厘米范围测量的人体体温会进行放大或缩小处理，同时配合环境补偿程序和温度计算程序，使得所测量温度误差小于0.1度。
Description
技术领域
本发明涉及体温测温技术领域，尤其涉及一种基于热电堆红外测温模组。
背景技术
现有的红外测温仪器，多直接采用温度感应器形式进行数据收集，而缺乏相应的补偿机制，小部分使用热电堆技术的测温仪器，也存在着环境受限的问题，***性的解决上述问题就需要一种新型的基于热电堆红外测温模组。
经检索，中国专利申请号为201610100597.6的专利，公开了一种非接触式开关柜触头红外热电堆测温环，包括：圆环状壳体和位于所述壳体内的感应取电装置，储能及电源处理电路，信号采集与处理电路和无线收发单元，所述储能及电源处理电路，信号采集与处理电路和无线收发单元依次相连接，所述信号采集与处理电路还与红外热电堆传感器相连接构成红外热电堆测温模块。上述专利存在以下不足：缺乏距离换算机制，导致远距离收集的温度数据无法进行倍数调控，进而使得基于该数据计算得来的温度数值与实际情况偏差较大，且距离换算无法实现的前提下，该仪器的得到初始数据受环境干扰较大。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于热电堆红外测温模组。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于热电堆红外测温模组，包括核心组件和安置组件，所述核心组件包括装置盒和MCU处理器控制板，所述MCU处理器控制板顶部外壁电性安装有热电堆红外传感芯片、距离传感模块、高精度NTC芯片、匹配模块和外接设备接口，其中热电堆红外传感芯片电性连接有热电堆红外传感器，距离传感模块电性连接有距离传感器；所述MCU处理器控制板内部设置有驱动模块，驱动模块包括温度计算程序和环境补偿程序。
优选地：所述装置盒内部设置有烘干器和加热元器件，烘干器和加热元器件均与MCU处理器控制板电性连接，MCU处理器控制板顶部外壁焊接有过敏电阻。
进一步地：所述外接设备接口通过数据线与外接设备相连接。
在前述方案的基础上：所述外接设备接口以UART或者IIC的数据交互协议跟外设进行通讯。
在前述方案中更佳的方案是：所述热电堆红外传感芯片安装有底座，前端有封装好硅透镜、锗透镜或者硫系玻璃透镜光学组件。
作为本发明进一步的方案：所述MCU处理器控制板材质为柔性线路板或者超薄的线路板，且该材质的厚度为0.8毫米或1.0毫米。
同时，所述装置盒内部设置有湿度传感器和温度传感器，湿度传感器和温度传感器均与MCU处理器控制板电性连接。
作为本发明的一种优选的：所述装置盒顶部内壁设置有语音播报器和数据显示屏，语音播报器和数据显示屏均与MCU处理器控制板电性连接；MCU处理器控制板电性连接有外接***模块。
同时，所述的热电堆红外传感芯片以COB或CSP方式进行封装。
作为本发明的一种更优的方案：所述安置组件包括固定板和固定柱，装置盒一侧外壁固定连接于固定柱顶一侧外壁，固定柱一侧外壁固定连接于固定板，固定板中间内壁开设有凹槽，凹槽内壁固定连接有壳体，壳体两侧内壁固定连接有中柱，中柱外壁活动连接有弹簧，弹簧两端外壁固定连接有活动块，活动块一侧外壁固定连接有抱板，抱板的数量为两个，且安装方向相反，抱板的形状为C形，抱板内壁分别固定连接有胶垫一和胶垫二，固定板一侧外壁固定连接有滑轨，滑轨配合使用有滑块，滑块一侧外壁固定连接于抱板一侧外壁。
本发明的有益效果为：
1.该一种基于热电堆红外测温模组，通过设置匹配模块、距离传感器以及热电堆红外传感器，其一能够对人体温度进行自行测量和实时测量，其二，匹配模块能够针对到厘米范围测量的人体体温会进行放大或缩小处理，同时配合环境补偿程序和温度计算程序，使得所测量温度误差小于0.1度，其三，利用热电堆测温原理，并依靠环境补偿程序的辅助，使得该模组进行测量时所受环境温度干扰降到最低；进一步的，热电堆红外传感芯片同步配合高精度NTC芯片使用，获取热电堆红外传感芯片的冷端温度值，用来精确计算目标温度值。
2.该一种基于热电堆红外测温模组，通过采用柔性线路板或者超薄的线路板，能够方便相关元器件以特定方式封装于MCU处理器控制板上，且不易脱落，较为稳固，同时厚度较薄的板材，能够减少核心组件于装置盒内的空间占用，使得装置盒整体尺寸能够缩小，方便人员携带，同时减轻整体重量，从而减轻携带的负担。
3.该一种基于热电堆红外测温模组，通过设置烘干器和加热元器件，其一，能够利用烘干器使得装置盒内部整体环境处于干燥状态，避免元气件潮湿受损，尤其是在携带和使用过程中，人体汗液会通过蒸汽形式进入装置盒内部，使得元件受潮，而烘干器能够规避这一情况，同时加热元器件，通过加热稳定温度的方式，使得热电堆冷端的温度处于恒定状态，依靠物理手段进行温度补偿。
4.该一种基于热电堆红外测温模组，通过设置湿度传感器、温度传感器、语音播报器和数据显示屏，能够使得核心组件进行独立温度检测并报告提示，同时依靠外接***模块，与使用者的手机等电子产品进行交互，从而传递数据；实现人机优化，方便使用者选择，既可以独立使用，又可以依托电子产品辅助使用。
5.该一种基于热电堆红外测温模组，通过设置弹簧和中柱，中柱能够避免弹簧随意弯曲导致回复效果变差，同时中柱的设置能够为活动块的运动提供轨道，避免移动超限，进一步的依靠弹簧伸缩，能够实现抱板的相对距离任意调整，进而能够满足针对任意外部设备的夹紧，进而扩大该种模组的适用范围。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于热电堆红外测温模组的电性连接示意图；
图2为本发明提出的一种基于热电堆红外测温模组的整体结构示意图；
图3为本发明提出的一种基于热电堆红外测温模组的安置组件结构示意图；
图4为本发明提出的一种基于热电堆红外测温模组的装置盒结构示意图；
图5为本发明提出的一种基于热电堆红外测温模组的热电堆红外传感器结构示意图。
图中：1-核心组件、2-烘干器、3-湿度传感器、4-温度传感器、5-过敏电阻、6-加热元器件、7-MCU处理器控制板、8-热电堆红外传感器、9-距离传感器、10-匹配模块、11-驱动模块、12-外接设备接口、13-语音播报器、14-数据显示屏、15-外接***模块、16-壳体、17-中柱、18-活动块、19-抱板、20-胶垫一、21-胶垫二、22-滑轨、23-滑块、24-弹簧、25-固定板、26-固定柱。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”、“电性连接”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置，或导线连接、数据线连接、针脚电连接等等。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
一种基于热电堆红外测温模组，如图1-5所示，包括核心组件1和安置组件，所述核心组件1包括装置盒和MCU处理器控制板7，所述MCU处理器控制板7顶部外壁电性安装有热电堆红外传感芯片、距离传感模块、高精度NTC芯片、匹配模块10和外接设备接口12，其中热电堆红外传感芯片电性连接有热电堆红外传感器8，距离传感模块电性连接有距离传感器9；所述MCU处理器控制板7内部设置有驱动模块11，驱动模块11包括温度计算程序和环境补偿程序；通过设置匹配模块10、距离传感器9以及热电堆红外传感器8，其一能够对人体温度进行自行测量和实时测量，其二，匹配模块10能够针对3到100厘米范围测量的人体体温会进行放大或缩小处理，同时配合环境补偿程序和温度计算程序，使得所测量温度误差小于0.1度，其三，利用热电堆测温原理，并依靠环境补偿程序的辅助，使得该模组进行测量时所受环境温度干扰降到最低；进一步的，热电堆红外传感芯片同步配合高精度NTC芯片使用，获取热电堆红外传感芯片的冷端温度值，用来精确计算目标温度值。
为了解决核心组件1内部组装的问题；如图1、2、4、5所示，所述装置盒内部设置有烘干器2和加热元器件6，烘干器2和加热元器件6均与MCU处理器控制板7电性连接，MCU处理器控制板7顶部外壁焊接有过敏电阻5；所述外接设备接口12通过数据线与外接设备相连接；所述外接设备接口12以UART或者IIC的数据交互协议跟外设进行通讯；所述热电堆红外传感芯片安装有底座，前端有封装好硅透镜、锗透镜或者硫系玻璃透镜等能透过人体红外波段透镜的光学组件；所述MCU处理器控制板7材质为柔性线路板或者超薄的线路板，且该材质的厚度为0.8毫米或1.0毫米；通过采用柔性线路板或者超薄的线路板，能够方便相关元器件以特定方式封装于MCU处理器控制板7上，且不易脱落，较为稳固，同时厚度较薄的板材，能够减少核心组件1于装置盒内的空间占用，使得装置盒整体尺寸能够缩小，方便人员携带，同时减轻整体重量，从而减轻携带的负担；通过设置烘干器2和加热元器件6，其一，能够利用烘干器2使得装置盒内部整体环境处于干燥状态，避免元气件潮湿受损，尤其是在携带和使用过程中，人体汗液会通过蒸汽形式进入装置盒内部，使得元件受潮，而烘干器2能够规避这一情况，同时加热元器件6，通过加热稳定温度的方式，使得热电堆冷端的温度处于恒定状态，依靠物理手段进行温度补偿。
为了解决人机交互的问题；如图1、2所示，所述装置盒内部设置有湿度传感器3和温度传感器4，湿度传感器3和温度传感器4均与MCU处理器控制板7电性连接；装置盒顶部内壁设置有语音播报器13和数据显示屏14，语音播报器13和数据显示屏14均与MCU处理器控制板7电性连接；MCU处理器控制板7电性连接有外接***模块15；所述的热电堆红外传感芯片以COB或CSP方式封装；通过设置湿度传感器3、温度传感器4、语音播报器13和数据显示屏14，能够使得核心组件1进行独立温度检测并报告提示，同时依靠外接***模块15，与使用者的手机等电子产品进行交互，从而传递数据；实现人机优化，方便使用者选择，既可以独立使用，又可以依托电子产品辅助使用。
为了解决安置于外部设备之上的问题；如图1、2、3所示，所述安置组件包括固定板25和固定柱26，装置盒一侧外壁固定连接于固定柱26顶一侧外壁，固定柱26一侧外壁固定连接于固定板25，固定板25中间内壁开设有凹槽，凹槽内壁固定连接有壳体16，壳体16两侧内壁固定连接有中柱17，中柱17外壁活动连接有弹簧24，弹簧24两端外壁固定连接有活动块18，活动块18一侧外壁固定连接有抱板19，抱板19的数量为两个，且安装方向相反，抱板19的形状为C形，抱板19内壁分别固定连接有胶垫一20和胶垫二21，固定板25一侧外壁固定连接有滑轨22，滑轨22配合使用有滑块23，滑块23一侧外壁固定连接于抱板19一侧外壁；通过设置弹簧24和中柱17，中柱17能够避免弹簧24随意弯曲导致回复效果变差，同时中柱17的设置能够为活动块18的运动提供轨道，避免移动超限，进一步的依靠弹簧24伸缩，能够实现抱板19的相对距离任意调整，进而能够满足针对任意外部设备的夹紧，进而扩大该种模组的适用范围。
本实施例在使用时，先通过安置组件，将该种模组固定于外部设备上，比如手机，同时通过数据线连接外部设备与核心组件1，通过调控外部设备或者核心组件1，启动模组，进行体温测量，热电堆红外传感器8探测目标温度，依靠热电堆原理产生温度差，并将信号回传，同时距离感应器9和匹配模块10会针对目标距离远近，进行数据修正，同时回传信号至MCU处理器控制板7，接着依靠驱动模块11进行温度补偿计算，得到最终温度数据。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于热电堆红外测温模组，包括核心组件(1)和安置组件，其特征在于，所述核心组件(1)包括装置盒和MCU处理器控制板(7)，所述MCU处理器控制板(7)顶部外壁电性安装有热电堆红外传感芯片、距离传感模块、高精度NTC芯片、匹配模块(10)和外接设备接口(12)，其中热电堆红外传感芯片电性连接有热电堆红外传感器(8)，距离传感模块电性连接有距离传感器(9)；所述MCU处理器控制板(7)内部设置有驱动模块(11)，驱动模块(11)包括温度计算程序和环境补偿程序。
2.根据权利要求1所述的一种基于热电堆红外测温模组，其特征在于，所述装置盒内部设置有烘干器(2)和加热元器件(6)，烘干器(2)和加热元器件(6)均与MCU处理器控制板(7)电性连接，MCU处理器控制板(7)顶部外壁焊接有过敏电阻(5)。
3.根据权利要求1所述的一种基于热电堆红外测温模组，其特征在于，所述外接设备接口(12)通过数据线与外接设备相连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于热电堆红外测温模组，其特征在于，所述外接设备接口(12)以UART或者IIC的数据交互协议跟外设进行通讯。
5.根据权利要求1所述的一种基于热电堆红外测温模组，其特征在于，所述热电堆红外传感芯片安装有底座，前端有封装好硅透镜、锗透镜或者硫系玻璃透镜的光学组件。
6.根据权利要求1所述的一种基于热电堆红外测温模组，其特征在于，所述MCU处理器控制板(7)材质为柔性线路板或者超薄的线路板，且该材质的厚度为0.8毫米或1.0毫米。
7.根据权利要求1所述的一种基于热电堆红外测温模组，其特征在于，所述装置盒内部设置有湿度传感器(3)和温度传感器(4)，湿度传感器(3)和温度传感器(4)均与MCU处理器控制板(7)电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于热电堆红外测温模组，其特征在于，所述装置盒顶部内壁设置有语音播报器(13)和数据显示屏(14)，语音播报器(13)和数据显示屏(14)均与MCU处理器控制板(7)电性连接；MCU处理器控制板(7)电性连接有外接***模块(15)。
9.根据权利要求1所述的一种基于热电堆红外测温模组，其特征在于，所述的热电堆红外传感芯片以COB或CSP方式进行封装。
10.根据权利要求1所述的一种基于热电堆红外测温模组，其特征在于，所述安置组件包括固定板(25)和固定柱(26)，装置盒一侧外壁固定连接于固定柱(26)顶一侧外壁，固定柱(26)一侧外壁固定连接于固定板(25)，固定板(25)中间内壁开设有凹槽，凹槽内壁固定连接有壳体(16)，壳体(16)两侧内壁固定连接有中柱(17)，中柱(17)外壁活动连接有弹簧(24)，弹簧(24)两端外壁固定连接有活动块(18)，活动块(18)一侧外壁固定连接有抱板(19)，抱板(19)的数量为两个，且安装方向相反，抱板(19)的形状为C形，抱板(19)内壁分别固定连接有胶垫一(20)和胶垫二(21)，固定板(25)一侧外壁固定连接有滑轨(22)，滑轨(22)配合使用有滑块(23)，滑块(23)一侧外壁固定连接于抱板(19)一侧外壁。
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