CN211576376U - 一种红外测温模块、非接触式红外测温枪及安检门 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种红外测温模块、非接触式红外测温枪及安检门。红外测温模块包括：红外测温模组，红外测温模组包括呈中空形状的镜筒，设置在镜筒前端用于将被测目标辐射返回的红外线折射汇聚到红外温度传感器的凸透镜，以及设置在镜筒后端用于根据凸透镜折射汇聚的红外线，采集被测目标温度信息的红外温度传感器；与红外温度传感器连接的可将红外温度传感器采集的被测目标温度信息处理为温度值输出的PCB电路板。本申请采用了在红外测测模块上增加设置凸透镜，通过凸透镜的聚焦性能提高了红外温度传感器的测量范围，增大了测量距离，测量距离可达50‑100cm，提高了检测效率，使测温模块应用更加广泛，并可避免接触感染。

Description

一种红外测温模块、非接触式红外测温枪及安检门

技术领域

本实用新型涉及测温技术领域，尤其涉及的是一种红外测温模块、非接触式红外测温枪及安检门。

背景技术

红外测温枪(非接触式红外测温仪)在生活和工作的运用非常广泛便利，市场上的红外测温枪不需要像体温计一样长的测温时间，能在短时间内取得测量结果，并在LCD屏上显示或通过串口发送至显示设备，亦可以记录多次测量记录，一遍返回去查看。

但是，现有技术的红外测温枪测量检测距离太短，测量范围都在5-15cm左右，一般只能装在手持设备上，通过手持设备红外测温枪检测体温，需要靠得很近才能检测到体温，检测效率不高，并且用户有时操作不当不小心接触到被测者，如果是发烧病人容易造成接触感染。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

为了克服现有技术中测试距离过短的缺点，本实用新型的目的在于提供一种红外测温模块、测温枪及安检门，本实用新型采用在红外温度传感器前设置凸透镜，增大了测量距离，测量距离可达50-100cm，提高了检测效率，使测温模块应用更加广泛，从而达到不同的环境的测量要求，并且可以避免接触感染。

本实用新型的技术方案如下：

一种红外测温模块，其中，包括：

红外测温模组，红外测温模组包括呈中空形状的镜筒，设置在镜筒前端用于将被测目标辐射返回的红外线折射汇聚到红外温度传感器的凸透镜，以及设置在镜筒后端用于根据凸透镜折射汇聚的红外线，采集被测目标温度信息的红外温度传感器；

与红外温度传感器连接的可将红外温度传感器采集的被测目标温度信息处理为温度值输出的PCB电路板。

所述的红外测温模块，其中，所述红外测温模组还包括：设置在镜筒前端、用于安装凸透镜的前盖，所述凸透镜通过前盖安装在所述镜筒上；所述凸透镜和所述红外温度传感器封装在所述镜筒的腔体内，并且所述凸透镜与所述红外温度传感器的中心线处于同一水平线上。

所述的红外测温模块，其中，所述镜筒为圆形镜筒，方形镜筒或棱形镜筒。

所述的红外测温模块，其中，所述红外温度传感器与所述凸透镜之间的距离大于所述凸透镜的1倍焦距并且小于两倍焦距；

或者，所述红外温度传感器与所述凸透镜之间的距离等于所述凸透镜的焦距；

或者，所述红外温度传感器与所述凸透镜之间的距离等于所述凸透镜的焦距+10％偏差。

所述的红外测温模块，其中，所述凸透镜、所述红外温度传感器、以及PCB电路板集成安装在同一封装外壳内；

所述PCB电路板前端安装所述红外测温模组，后端设置有可插接排线的插槽底座。

所述的红外测温模块，其中，所述凸透镜为材料为硅的硅凸透镜或者材料为锗的锗凸透镜；所述PCB电路板上设置有主芯片，所述主芯片为型号为HY11P13的处理器芯片。

所述的红外测温模块，其中，所述红外测温模块外部呈方形罩盖结构，所述方形罩盖结构前端设置有与凸透镜位置对应的圆孔，前端安装有所述红外测温组、后端设置有插槽底座的PCB电路板安装在所述方形罩盖结构内，并通过一后罩卡合插槽底座卡紧固定。

所述的红外测温模块，其中，所述镜筒为铜件镜筒，所述前盖螺接在所述铜件镜筒，活动旋转所述前盖可更换凸透镜；

所述镜筒内侧壁表面设置可反射光线的反射面。

一种非接触式红外测温枪，包括红外测温枪本体，以及设置在红外测温枪本体上的显示屏，其中，还包括任一项所述的红外测温模块，所述红外测温模块设置在所述红外测温枪本体前端。

一种安检门，其中，包括：安检门框，以及任一项所述的红外测温模块，所述红外测温模块设置在所述安检门框上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所提供的红外测温模块、测温枪及安检门，由于采用了在红外测测模块上增加设置凸透镜，通过凸透镜的聚焦性能提高了红外温度传感器的测量范围，增大了测量距离，测量距离可达50-100cm，提高了检测效率，使测温模块应用更加广泛，从而达到不同的环境的测量要求，并且可以避免接触感染。本申请的红外测量模块可装在测温枪上也可以装在安检门上，可以用于个体，也适用于对人流量大且需要测温的环境，并且结构简单，安装方便。

附图说明

图1是本申请实施例的红外测温模块没安装方形罩盖结构的立体结构示意图。

图2是本申请实施例的红外测温模块的红外测温模组测温过程红外光线光路示意图。

图3是本申请实施例的红外测温模块的红外测温模组各组件安装距离示意图。

图4是本申请实施例的红外测温模块的红外测温模组锯齿形喇叭口反光面示意图。

图5是本申请实施例的红外测温模块的方形罩盖结构示意图。

图6是本申请实施例的红外测温模块的后罩结构示意图。

图7为本申请实施例的红外测温模块电路结构示意图。

具体实施方式

本申请提供一种红外测温模块、测温枪、安检门装置及红外测量温方法，为使本申请的目的、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申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

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。

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。

但是，现有技术的红外测温枪测量检测距离太短，测量范围都在5-15cm左右，一般只能装在手持设备上，通过手持设备红外测温枪检测体温，需要靠得很近才能检测到体温，检测效率不高，并且用户有时操作不当不小心接触到被测者，如果是发烧病人容易造成接触感染。因此，现有的技术存在缺陷，需要改进。

为此，本申请实施例1提供了一种红外测温模块，如图1和图2所示，本实施例1所述红外测温模块包括：

红外测温模组100，红外测温模组100包括呈中空形状的镜筒12，设置在镜筒12前端用于将被测目标辐射返回的红外线折射汇聚到红外温度传感器的凸透镜10，以及设置在镜筒12后端用于根据凸透镜折射汇聚的红外线、采集被测目标温度信息的红外温度传感器110；

与红外温度传感器110连接的用于将红外温度传感器110采集的被测目标温度信息处理为温度值输出的PCB电路板14；

如图1和图2所示，本实施例中所述凸透镜10和所述红外温度传感器110封装在同一镜筒12内，所述凸透镜10设置在红外温度传感器110前方，并且所述凸透镜10与所述红外温度传感器110的中心线处于同一水平线上。

如图2所示，本申请实施例采用所述凸透镜10设置在红外温度传感器110前方，所述凸透镜10与所述红外温度传感器110封装在同一腔体内，并且所述凸透镜10与所述红外温度传感器110的中心线处于同一水平线上，当利用本实施例的红外测温模块测温时，通过红外温度传感器前方封装的凸透镜，将被测目标辐射的红外线折射汇聚到红外温度传感器；红外温度传感器根据凸透镜汇聚的红外线，采集被测目标温度信息。

因为有凸透镜的汇聚功能，凸透镜(10)的采光原理如附图2所示，本实施例的凸透镜对光线有会聚作用。如果被测物体在凸透镜前的不同位置上，物体射出的光线经过凸透镜就会有不同的会聚情况，即物体成像的性质也就不同。在所述红外温度传感器110前设置一块凸透镜10，可以让从镜后焦点F1上射来的光线变成一束平行光，这样所述红外温度传感器110检测汇聚后红外线更集中了。增加了中心光强的强度和光斑亮度，且出光效率高。本实施例使得红外温度传感器110测量精度有所提升，测量距离可扩大至50-100cm。

本申请实施例中，如图1和图2所示，所述镜筒较佳采用为圆形镜筒(如图1和图2所示的12)，方便聚光提高测量效果，当然在另外的实施例中所述镜筒可以采用方形镜筒或棱形镜筒。

本申请实施例中，如图7所示，采用所述PCB电路板14上设置有：

与红外温度传感器110连接的运算放大器121，用于从红外温度传感器获取温度信号，并将温度信号放大处理为模拟信号的温度信号；例如获取温度数据进行滤波放大处理；

与红外温度传感器110连接的主处理器120，用于对红外温度传感器获取的温度数据，进行校准处理后转换成温度值，并进行补偿后输出；本实施例中所述主处理器120可以采用型号为HY11P13的主芯片；主处理器120还与运算放大器121连接；

与所述主处理器连接的存储器电路140，用于将主处理器120处理后温度数据存储。

与所述主处理器连接的电源电路150，用于为所述PCB电路板14提供工作电源。

本申请实施例中，采用与红外温度传感器110连接的主处理器120，对红外温度传感器获取的温度数据，进行校准处理后转换成温度值，并进行补偿后输出。可以实现在测量距离扩大到50-100cm时，也能达到稳定精确的测量数据。具体校准时，例如参考电信号与温度有一定的比值关系，比如说：红外温度传感器采集的模拟信号0-5mV对应温度0-300℃，利用运用数学公式，把5mV变成300℃显示出来，再根据多次实际测量的温度数据对当前测量准校准温度进行补偿后得到的数据接近目标的真实温度。

由上可见，本申请在采用本申请在红外测测模块上增加设置凸透镜，将被测目标辐射的红外线折射汇聚到红外温度传感器，通过凸透镜的聚焦性能可以使红外温度传感器增大测量距离，测量距离可达50-100cm；提高了检测效率，使测温模块应用更加广泛，从而达到不同的环境的测量要求，并且可以避免接触感染。本申请的红外测量模块可装在测温枪上，可以用于个体，也适用于对人流量大且需要测温的环境，并且结构简单，安装方便。

本实施例提供一种红外测温模块,可以用于红外测温枪及安检门。在红外测温枪应用时，可将红外传感器模块安装在红外测温枪壳体槽内，用串口发送实时测量数据。在安检门应用时，可将红外传感器模块安放置于安检门顶框正中间，也通过串口发送数据。

本申请实施例中，为使光线更好地聚焦到红外温度传感器110上的整个面源上，采用所述红外温度传感器110前端面与所述凸透镜10后端面之间的距离大于或等于所述凸透镜10的1倍焦距并且小于所述凸透镜10的两倍焦距。如图2所示，因为所述红外温度传感器110前端面与所述凸透镜10后端面之间的距离在大于或等于所述凸透镜10的1倍焦距并且小于所述凸透镜10的两倍焦距的这距离范围都是凸透镜的汇聚范围(如图2所示从所述凸透镜10的1倍焦距F点到2倍焦距范围)，使得被测者体温辐射出的红外线通过凸透镜汇聚后能量能集中，体温测量数据更准确，测量距离可达更远。

如图2所示，本实施例中，所述红外传感器110包括感应晶片111和环绕所述感应晶片111而设置的散热环112，较佳地，如图2所示，红外温度传感器110的感应晶片111的与凸透镜10的距离大于或等于所述凸透镜10的1倍焦距并且小于所述凸透镜10的两倍焦距。使得感应晶片111接收凸透镜汇聚范围的红外线所述红外传感器110测温更准确。

如图3所示，采用所述的红外测温模块，所述凸透镜10焦距F为11.07mm,所述红外温度传感器110与所述凸透镜10的距离为12mm；镜筒12长度为18.6mm。这个距离点的设置达到最佳测量效果。

即本申请实施例中为使光线更好地聚焦到红外温度传感器110上的整个面源上，因此红外温度传感器110与凸透镜10的距离需大于凸透镜10的1倍焦距小于2倍焦距为最佳。本申请采用的凸透镜(10)焦距为11.07mm,红外温度传感器110与凸透镜10放置的距离为12mm为实现长度集成，即凸透镜10、红外温度传感器110和信号处理器集成在同一封装内，本申请的镜筒12长度为18.6mm。

本申请实施例中，为了提一步提高测量效果，采用封装所述凸透镜10与所述红外温度传感器110的腔体内侧壁设置有反光面，可以通过反光对红外线光的进一步反射增加测量能量，提高测量效果。

作为本申请的一种实施方式，所述的红外测温模块，如图1和图2所示，所述红外测温模组100包括：呈中空形状的镜筒12，设置在镜筒12前端、用于安装凸透镜10的前盖11，通过前盖11安装在所述镜筒12上的所述凸透镜10，以及设置在镜筒12后端的所述红外温度传感器110；所述凸透镜10和所述红外温度传感器110封装在所述镜筒12的腔体内。这样，本实施例的红外测温模组100封装成镜筒12式的红外测温模组100，可以安装在各种测温设备中用于测温，例如可以安装在额温枪中，可安装在安检门框上。

更进一步地实施例，如图1所示，可以将所述凸透镜10、所述红外温度传感器110、以及PCB电路板14集成安装在同一封装外壳内；可以很简单方便地可以安装在各种测温设备中用于测温。

在一种实施方式中，为了进一步提高测量效果，本实施例所述的红外测温模块，采用所述镜筒12的内侧壁设置有锯齿形的所述反光面，设置锯齿形的所述反光面，可以达到镜面的效果，实现反射光线的功能，具有更进一步的聚光功能，提高测量精度，可以延长测量距离。较佳地实施例中，所述镜筒12内侧壁从外向内设置为喇叭状的锯齿形反光面(如图4所示的121)；可增大传感器内壁表面积，减少热阻，增强散热、冷却过程时间短；使具有一定倾斜角入射到镜筒内的光线能通过反射聚集到红外温度传感器110上，并能很好的“锁住”光线，提高测量精度，可以进一步延长测量距离，利用光线反射原理扩大传感器聚集的光线范围，使测温模块测量范围更广、测温模块应用更加广泛。

进一步地，本实施例采用所述镜筒12为铜件镜筒，采用铜件镜筒散热效果更好。所述前盖11螺接在所述铜件镜筒，活动旋转所述前盖11可更换凸透镜10。这样可以实现根据需要可以方便更换凸透镜10，便于维修调试。

在一种实施方式中，当所述红外温度传感器110与所述凸透镜10之间的距离等于所述凸透镜10的焦距时，设置+10％偏差。例如，如图3所示，例如采用的凸透镜(10)焦距为11.07mm,传感器(110)与凸透镜(10)放置的距离为12mm，可以达到最佳的延长测量距离，并且还能保持准确的测量结果。

进一步地实施例，本申请采用所述凸透镜10为材料为硅的硅凸透镜或者材料为锗的锗凸透镜；需要选用焦距长、通透率高的硅材料凸透镜，采用硅材质的凸透镜，可透过红外线80％以上，例如所述凸透镜为圆形的型号为HY08的硅凸透镜，可以让本申请的测温装置保持很好的延长距离测量效果。同理锗凸透镜也可以保证远距离测温的效果。较佳地，所述反光面采用光滑镜面可实现反射光线的铜件反光面，不仅仅具有反光集光功能，还方便散热，增强散热、冷却过程时间短。

本申请中凸透镜的材料一定要是硅或者锗(透光性高，减少衰减)即硅凸透镜或者锗凸透镜，菲涅尔透镜也不可以，达不到要求。

如图1，图2和图3所示，本申请的红外传感器模块在装配时，先确定凸透镜10材料，本申请凸透镜10采用硅材质的凸透镜，可透过红外线80％以上。再确定镜筒12材料，本申请镜筒选取铜材质镜筒，导热性好，增加了红外温度传感器的散热，使红外测温模块性能更稳定、测量数据更准确；然后再通过凸透镜10的采光原理计算出红外传感器110与凸透镜10放置的距离(在汇聚范围内逐步调节)，从而确定镜筒12的长度。

本申请凸透镜10的采光原理如附图2所示，本申请的凸透镜对光线有会聚作用。如果物体在凸透镜10前的不同位置上，物体射出的光线经过凸透镜就会有不同的会聚情况，即物体成像的性质也就不同。如图2所示，本申请在红外温度传感器110前放置一块凸透镜10，可以让从镜后焦点F1上射来的光线变成一束平行光，这样红外温度传感器110发出的红外线更集中了。增加了中心光强的强度和光斑亮度，且出光效率高。使得传感器测量精度有所提升，测量距离可扩大至50-100cm。

进一步地实施例，本申请采用所述PCB电路板14前端安装所述红外测温模组100，后端设置有可插接排线的插槽底座15；可通过所述插槽底座15连接后端需要温度显示或处理的设备，例如额温枪。

进一步地实施例，如图5所示，所述红外测温模块外部呈方形罩盖结构9，所述方形罩盖结构9前端设置有与凸透镜10位置对应的圆孔91，本申请中将图1所示前端安装有所述红外测温模组100、后端设置有插槽底座15的PCB电路板14安装在所述方形罩盖结构9内。这样可以将红外测温模块整体封装在方形罩盖结构9，做成模块式封装结构，可以方便安装与嵌入其它需要测温的装置中，例如可以嵌入额温枪或安检门。

在进一步地实施例中，后端设置有插槽底座的PCB电路板安装在所述方形罩盖结构内，如图5和图6所示，可以通过一后罩16卡合插槽底座卡紧固定。

从上述原理和结构可知，所述的红外测温模块是通过改变凸透镜的位置和数据处理技术实现的，根据不同的需要将凸透镜安装在镜筒内的不同位置处，实现对于不同距离及角度的测量、信号的聚焦，方便用户体验，降低了使用成本，同时本装置结构简单、功能实用，易于推广。实现上述技术效果及可根据实际需求而采用。

基于上述实施例，本申请还提供了一种非接触式红外测温枪，本实施例的非接触式红外测温枪包括显示屏，上述实施例所述的红外测温模块，所述红外测温模块设置在非接触式红外测温枪上。本实施例的非接触式红外测温枪可以为安装有上述红外测温模块的红外额温枪或安检门。与现有技术的红外额温枪相比，增大了测量距离，测量距离可达50-100cm，提高了检测效率，使测温模块应用更加广泛，从而达到不同的环境的测量要求，并且可以避免接触感染。

另外，本申请的红外测温模块镜筒外壳采用铜件，铜材料导热性能好，增大了散热，使其更稳定、测温更准确，通过凸透镜对光线的聚焦性能可以很大程度的提高红外传感器的测量距离，通过上述特殊的算法可以提高测量精度。可以装在测温枪上、装在安检门上，可以用于个体，也适用于对人流量大且需要测温的环境。具有应用面广、适用性强测量数据稳定等特点。

基于上述实施例，本申请实施还提供了一种安检门，本实施例的安检门包括：安检门框，以及任一项所述的红外测温模块，所述红外测温模块设置在所述安检门框上。

本实施例中，在红外测测模块上增加设置凸透镜，通过凸透镜的聚焦性能提高了红外温度传感器的测量范围，增大了测量距离，测量距离可达50-100cm，提高了检测效率，使测温模块应用更加广泛，从而达到不同的环境的测量要求，并且可以避免接触感染。

本申请的有益效果是：本实用新型的有益效果是：本实用新型所提供的红外测温模块、测温枪及安检门，由于采用了在红外测测模块上增加设置凸透镜，通过凸透镜的聚焦性能提高了红外温度传感器的测量范围，增大了测量距离，测量距离可达50-100cm，提高了检测效率，使测温模块应用更加广泛，从而达到不同的环境的测量要求，并且可以避免接触感染。本申请的红外测量模块可装在测温枪上也可以装在安检门上，可以用于个体，也适用于对人流量大且需要测温的环境，并且结构简单，安装方便。

应当理解的是，本申请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申请所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种红外测温模块，其特征在于，包括：

红外测温模组，红外测温模组包括呈中空形状的镜筒，设置在镜筒前端用于将被测目标辐射返回的红外线折射汇聚到红外温度传感器的凸透镜，以及设置在镜筒后端用于根据凸透镜折射汇聚的红外线、采集被测目标温度信息的红外温度传感器；

与红外温度传感器连接的将红外温度传感器采集的被测目标温度信息处理为温度值输出的PCB电路板。

2.根据权利要求1所述的红外测温模块，其特征在于，所述红外测温模组还包括：设置在镜筒前端、用于安装凸透镜的前盖，所述凸透镜通过前盖安装在所述镜筒上；所述凸透镜和所述红外温度传感器封装在所述镜筒的腔体内，并且所述凸透镜与所述红外温度传感器的中心线处于同一水平线上。

3.根据权利要求1所述的红外测温模块，其特征在于，所述镜筒为圆形镜筒，方形镜筒或棱形镜筒。

4.根据权利要求1所述的红外测温模块，其特征在于，所述红外温度传感器与所述凸透镜之间的距离大于所述凸透镜的1倍焦距并且小于两倍焦距；

或者，所述红外温度传感器与所述凸透镜之间的距离等于所述凸透镜的焦距；

或者，所述红外温度传感器与所述凸透镜之间的距离等于所述凸透镜的焦距+10％偏差。

5.根据权利要求1所述的红外测温模块，其特征在于，所述凸透镜、所述红外温度传感器、以及PCB电路板集成安装在同一封装外壳内；

所述PCB电路板前端安装所述红外测温模组，后端设置有可插接排线的插槽底座。

6.根据权利要求1所述的红外测温模块，其特征在于，所述凸透镜为材料为硅的硅凸透镜或者材料为锗的锗凸透镜；所述PCB电路板上设置有主芯片，所述主芯片为型号为HY11P13的处理器芯片。

7.根据权利要求1所述的红外测温模块，其特征在于，所述红外测温模块外部呈方形罩盖结构，所述方形罩盖结构前端设置有与凸透镜位置对应的圆孔，前端安装有所述红外测温组、后端设置有插槽底座的PCB电路板安装在所述方形罩盖结构内，并通过一后罩卡合插槽底座卡紧固定。

8.根据权利要求2所述的红外测温模块，其特征在于，所述镜筒为铜件镜筒，所述前盖螺接在所述铜件镜筒，活动旋转所述前盖可更换凸透镜；

所述镜筒内侧壁表面设置可反射光线的反射面。

9.一种非接触式红外测温枪，包括红外测温枪本体，以及设置在红外测温枪本体上的显示屏，其特征在于，还包括权利要求1-8任一项所述的红外测温模块，所述红外测温模块设置在所述红外测温枪本体前端。

10.一种安检门，其特征在于，包括：安检门框，以及权利要求1-8任一项所述的红外测温模块，所述红外测温模块设置在所述安检门框上。

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