基于MEMS热电堆的远距离测温装置的制作方法

基于mems热电堆的远距离测温装置
技术领域
1.本实用新型涉及一种远距离测温装置，尤其是一种基于mems热电堆的远距离测温装置。


背景技术：

2.体温计是测量人体体温的常用工具，目前市面上流通的体温计主要包括水银体温计和电子体温计。水银体温计的物质为水银，电子体温计有测温速度快、数字化、不易破碎、自动存储记录等优点，逐渐取代了水银体温计，并逐步进入大众百姓的家中。
3.随着安全意识的不断提高，为了避免病毒的交叉感染，设计出无需与身体皮肤接触的红外线测温计，利用红外线测温计在靠近人身体皮肤的位置即可实现体温测量。
4.现有的红外线测温计虽然能实现非接触式测温，但测温距离较短，对于一些测温距离有特殊需求的场合，仍然难以满足实际的测温需求。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于mems热电堆的远距离测温装置，其能实现远距离测温，提高测温的精度，适应范围广，安全可靠。
6.按照本实用新型提供的技术方案，所述基于mems热电堆的远距离测温装置，包括测温底座以及设置于测温底座上的镜筒，在所述测温底座上设置测温用的mems热电堆，在镜筒内设置具有聚光作用的聚光镜片，所述聚光镜片与测温底座上的mems热电堆正对应；在镜筒的内壁还设置能吸收杂散光的测温降噪结构，测温降噪结构位于聚光镜片与mems热电堆之间。
7.所述测温降噪结构包括设置于镜筒内壁上的杂散光吸收层以及密布于所述杂散光吸收层上的吸收层凸点。
8.所述杂散光吸收层呈粗糙黑色，所述杂散光吸收层的材料包括氧化镁或铜镀黑镍。
9.还包括用于增强红外线透过的红外透射增强体，所述红外透射增强体包括涂覆于聚光镜片的透射增强镀膜层和/或与聚光镜片适配的红外滤光片。
10.杂散光吸收层的厚度为1μm～15μm；利用吸收层凸点使得杂散光吸收层表面的粗造度为0.6μm-3.6μm。
11.在所述测温底座上设置若干底座引脚，mems热电堆能与相应的底座引脚电连接，以通过与所述mems热电堆电连接的底座引脚将mems热电堆的电信号引出。
12.所述测温底座包括底座主体以及位于所述底座主体外圈的镜筒连接支撑环，镜筒连接支撑环与底座主体的下部连接，mems热电堆支撑于底座主体上；
13.底座引脚的头端从底座主体穿出能形成引脚连接头端，mems热电堆通过热电堆连接引线与相应的引脚连接头端电连接。
14.所述镜筒呈圆筒状，在镜筒的下端设置镜筒端环，镜筒能套置在底座主体上时，镜
筒端环能支撑在镜筒支撑连接环上。
15.在镜筒内设置用于支撑聚光镜片的镜片支撑环，在镜片支撑环的中心区设置贯通所述镜片支撑环的镜片支撑环孔。
16.还包括设置于mems热电堆上的器件反射层，所述器件反射层覆盖mems热电堆冷端。
17.本实用新型的优点：mems热电堆支撑在测温底座上，镜筒内的聚光镜片与mems热电堆正对准，经聚光镜片聚光后的红外线能入射到mems热电堆的红外吸收区，从而利用聚光镜片的作用能实现远距离测温的目的；利用测温降噪结构能避免入射到镜筒内的杂散光对mems热电堆的测温影响，能提高测温的精度，提高器件的适用范围，安全可靠。
附图说明
18.图1为本实用新型的结构示意图。
19.图2为本实用新型mems热电堆置于测温底座上的示意图。
20.图3为本实用新型mems热电堆通过热电堆连接引线与相应的引脚连接头端电连接的示意图。
21.图4为本实用新型聚光镜片与镜筒配合的分解图。
22.图5为本实用新型镜筒的剖视图。
23.附图标记说明：1-测温底座、2-镜筒、3-底座引脚、4-底座主体、5-mems热电堆、6-引脚连接头端、7-镜筒支撑连接环、8-热电堆连接引线、9-聚光镜片、10-镜筒端环、11-镜筒上部区、12-镜片支撑环以及13-镜片支撑环孔与14-吸收层凸点。
具体实施方式
24.下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
25.如图1、图2、图3、图4和图5所示：为了能实现远距离测温，提高测温的精度，本实用新型包括测温底座1以及设置于测温底座1上的镜筒2，在所述测温底座1上设置测温用的mems热电堆5，在镜筒2内设置具有聚光作用的聚光镜片9，所述聚光镜片9与测温底座1上的mems热电堆5正对应；在镜筒2的内壁还设置能吸收杂散光的测温降噪结构，测温降噪结构位于聚光镜片9与mems热电堆5之间。
26.具体地，mems热电堆5可以采用现有常用的形式，利用mems热电堆5进行测温的方式也与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。利用测温底座1与镜筒2配合，能将mems热电堆5封装在测温底座1上，利用镜筒2能使得mems热电堆5处于一个相对封闭的空间内，提高mems热电堆5测试时的可靠性。
27.本实用新型实施例中，在镜筒2内设置聚光镜片9，且聚光镜片9与mems热电堆5正对应，聚光镜片9可以采用现有常用能聚光的透镜，如平凸透镜等，聚光镜片9的具体形式可以根据需要选择，此处不再赘述。聚光镜片9与mems热电堆5正对应，具体是指经聚光镜片9聚光后的红外光线能最大程度地入射到mems热电堆5的红外吸收区内，利用聚光镜片9与mems热电堆5之间的正对应关系，能实现远距离的测温。
28.具体实施时，在镜筒2的内壁还设置测温降噪结构，测温降噪结构位于聚光镜片9与mems热电堆5之间。进入镜筒2内的光线除了包含经聚光镜片9聚光后的红外光线，还会存
在其他的光线，为了能减小对mems热电堆5测温结果的影响，通过测温降噪结构对入射到镜筒2内壁的杂散光进行吸收，所述杂散光一般是指除被测红外光线外的其他光线以及由于光线的反射折射在镜筒2内形成的干扰光。
29.此外，还包括设置于mems热电堆5上的器件反射层，所述器件反射层覆盖mems热电堆5。所述器件反射层可以为金属层或具有反射作用的非金属层，当然，在设置器件反射层后，以不会影响mems热电堆5的测温过程为准。当器件反射层采用金属层时，可以采用的金属包括金等，具体可以根据需要选择；当器件反射层采用非金属层时，则器件反射层的材料可以根据需要选择，以能实现对杂散光的反射为准，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。具体实施时，通过本技术领域常用的技术手段能制备得到器件反射层，且使得器件反射层只覆盖在mems热电堆5的冷端，具体工艺条件等为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
30.mems热电堆5在测温时，主要利用mems热电堆5红外吸收区对红外光线的吸收，器件反射层覆盖mems热电堆5的冷端，用所述mems热电堆5红外吸收区对红外光线吸收过程中，通过器件反射层能进一步减少利杂散光对所述mems热电堆5冷端的辐射影响，降低冷端噪声，提高测温的精度。具体地，对mems热电堆5冷端影响的杂散光包括红外光线，利用器件反射层对杂散光反射后，使得mems热电堆5的冷端不会在杂散光的作用下使冷端温度升高，即能增大mems热电堆5的冷端与热端之间的温差，提高利用mems热电堆5测温时的灵敏度。
31.如图5所示，所述测温降噪结构包括设置于镜筒2内壁上的杂散光吸收层以及密布于所述杂散光吸收层上的吸收层凸点14。
32.本实用新型实施例中，所述杂散光吸收层呈粗糙黑色，所述杂散光吸收层的材料包括氧化镁或铜镀黑镍，当然，杂散光吸收层还可以采用其他能吸收杂散光的材料，如金属镀层材料，具体材料类型可以根据需要选择，此处不再赘述。杂散光吸收层呈粗糙黑色，具体是指杂散光吸收层主体呈黑色且表面粗糙。
33.杂散光吸收层沿镜筒2的内壁分布，在杂散光吸收层上密布有若干吸收层凸点14，所述吸收层凸点14可以呈圆点状、三角状、环状或其他所需的形状。利用密布的吸收层凸点14能形成粗糙结构，提高对杂散光吸收的效果。吸收层凸点14为采用现有工艺在杂散光吸收层上制备得到，吸收层凸点14的材料与杂散光吸收层的材料相一致。具体实施时，杂散光吸收层的厚度为1μm～15μm；通过在杂散光吸收层上设置吸收层凸点14后，能使得杂散光吸收层表面的粗造度为0.6μm-3.6μm。
34.此外，在镜筒2内设置用于支撑聚光镜片9的镜片支撑环12，在镜片支撑环12的中心区设置贯通所述镜片支撑环12的镜片支撑环孔13。
35.本实用新型实施例中，聚光镜片9位于镜筒上部区11内，如图4所示。通过镜片支撑环12能支撑聚光镜片9，聚光镜片9通过与镜片支撑环12间的固定连接，以能实现将聚光镜片9固定安装于镜筒2内。镜片支撑环孔13贯通镜片支撑环12，镜片支撑环孔13与聚光镜片9的中心区相对应，从而不会影响经聚光镜片9汇聚后的光线入射到mems热电堆5的红外吸收区。
36.进一步地，还包括用于增强红外线透过的红外透射增强体，所述红外透射增强体包括涂覆于聚光镜片9的透射增强镀膜层和/或与聚光镜片9适配的红外滤光片。
37.本实用新型实施例中，红外透射增强体只允许红外光线通过，从而能滤除其他光
线。红外透射增强体可以设置在聚光镜片9上的透射增强镀膜层，或者具有同样作用的红外滤光片，或者同时设置透射增强镀膜层与红外滤光片，滤光体的具体形式可以根据需要选择。透射增强镀膜层可为金属膜层或其他膜层的形式，具体以能实现允许红外光线通过且滤除其他光线为准，为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。具体实施时，可采用本技术领域常用的技术手段，能实现通过透射增强镀膜层以及红外滤光片实现通过红外光线而滤除其他光线的方式，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
38.进一步地，在所述测温底座1上还设置ntc器件。本实用新型实施例中，ntc器件可以采用现有常用的形式，利用ntc器件能对mems热电堆5的测温进行温度补偿，具体与现有相一致，此处不再赘述。
39.如图2和图3所示，在所述测温底座1上设置若干底座引脚3，mems热电堆5能与相应的底座引脚3电连接，以通过与所述mems热电堆5电连接的底座引脚3将mems热电堆5的电信号引出。
40.本实用新型实施例中，测温底座1上设置底座引脚3，通过底座引脚3与mems热电堆5的电连接，以能将mems热电堆5引出。
41.进一步地，所述测温底座1包括底座主体4以及位于所述底座主体4外圈的镜筒连接支撑环7，镜筒连接支撑环7与底座主体4的下部连接，mems热电堆5支撑于底座主体4上；
42.底座引脚3的头端从底座主体4穿出能形成引脚连接头端6，mems热电堆5通过热电堆连接引线8与相应的引脚连接头端6电连接。
43.本实用新型实施例中，底座主体4呈圆形，当然，底座主体4还可以采用其他的形状，具体可以根据实际需要选择，此处不再一一列举。在底座主体4的外圈设置镜筒连接支撑环7，底座主体4与镜筒连接支撑环7间形成台阶，即镜筒连接支撑环7与底座主体4的下部连接。
44.底座引脚3一般可呈柱状等形状，底座引脚3主体与mems热电堆5分别位于底座主体4的上下两侧。为了能便于将mems热电堆5引出，底座引脚3的头端贯穿底座主体4，并突出底座主体4支撑mems热电堆5的表面，以能形成引脚连接头端6。mems热电堆5的输出端、输入端通过热电堆连接引线8能与相应的引脚连接头端6电连接，从而能实现底座引脚3与mems热电堆5间的电连接以及mems热电堆5的引出。
45.在底座主体4上还设置ntc器件时，底座引脚3还需要将ntc器件电引出，底座引脚3将ntc器件电引出的具体方式可以参考将mems热电堆5的电引出形式，此处不再赘述。
46.进一步地，所述镜筒2呈圆筒状，在镜筒2的下端设置镜筒端环10，镜筒2能套置在底座主体4上，镜筒端环10能支撑在镜筒支撑连接环7上。
47.本实用新型实施例中，镜筒2呈圆筒状，且镜筒2具有中空的内腔。镜筒2的形状以能与底座主体4配合为准。镜筒2的下部能套在底座主体4上，当镜筒2套在底座主体4上后，镜筒端环10能与镜筒支撑连接环7正对准，利用镜筒支撑连接环7能对镜筒2的镜筒端环10支撑，进一步能实现镜筒2的下端与测温底座1间的固定连接，以在连接后能将mems热电堆5封装在一个相对封闭的测温环境中。