红外线温度测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术为一种红外线温度测量装置，系采用含有热电堆（ｔｈｅｒｍｏｐｉｌｅ）与周围温度传感器一体的双感测单元，以测量物质或人体热辐射的温度；感测单元系置于一光导管（ｏｐｔｉｃａｌ ｇｕｉｄｅ）后端，由一金属遮罩所包覆，外层更有一外壳作隔离，以有效导波及隔离热源噪声，提升信噪比（Ｓ／Ｎ ｒａｔｉｏ）；感测的信号经放大及噪声滤波后，由一微机芯片运算处理，其至少包含一模拟／数字转换器、一中央处理单元、一存储单元及一液晶显示驱动电路等，以有效量得温度；此外，更包含一ＥＥＰＲＯＭ储存系统校正参数与系统状态，以简化生产程序，提高测量精度，扩大测量温度范围，并同时存储测量资料。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是关于一种红外线温度测量装置，且特别是一种采用含有热电堆(thermopile)与周围温度传感器一体的双感测单元，一微机芯片及一EEPROM(E lectrically Erasable Programmable Read OnlyMemory，电可删除可编程只读存储器)来增进效能的红外线温度测量装置。传统的接触式温度计，例如水银式或电子式温度计已不能满足使用者的需求。故而需进一步追求精确、快速、容易测量、容易判读、不具伤害和更符合人性化的温度测量方法及装置。目前利用测量红外线辐射热的非接触式温度测量装置正具有上述优点。因而逐渐受到重视而陆续被开发出来。一般红外线辐射温度测量装置，例如已知市面上所见的耳温枪，系利用红外线感测人体等热源所放出的辐射能量(radiation power)，再将辐射能量配合周围温度感测器所量测的周围温度值转换为对应的测量温度。任何物质热源的温度或人体温度，均会放射出热辐射(thermalradiation)，依文恩定律(Wiens law)，其热辐射的最大波长为λmax＝2900/T，其中λmax单位为μm，T为物质的绝对温度°K，因此人体温度(约35-40℃)的最大辐射功率的波长约8-10μm。又依据Stefan-Boltzmann定律，物质辐射的能量为E＝ερT4，其中ε为物体的辐射率，人体表面为0.98，系数ρ为5.67×108W/m2(°K)4。所以从物质或人体表面传至传感器的热能为q＝ερ(Tb4-Ta4)，其中Tb为物质或人体温度，Ta为传感器的周围温度。由以上得知，传感器在不接触到被测物质或人体的情况下，也可接受到被测物质或人体的热温度能量，从而判断其温度。但为获得高灵敏度及正确性的测量，需要有良好的待测热导引装置与热噪声隔离装置，稳定的信号放大与噪声滤波，以及适当的微机控制及信号处理设计。而且更要的是制造方式、校正技术、产生品管及回收检验能相互配合，使产能能提高。如一般所知，辐射热传感器有好几种，包括热电传感器(pyoelectric)及热电堆等。因此使用的感测器不同，或对测量系统精度与测量温度范围的需求不同，系统整体的设计都须有适当的配合才行。因此，本技术的目的之一在于采用含有热电堆与周围温度传感器集成的双传感器作为辐射热传感器，以提供一种新型的红外线温度测量装置。本技术的另一目的在于提供应用于一温度测量装置的一微机芯片，进行信号的运算处理，并配合一EEPROM进行系统校正及测量资料的存储等，以简化生产程序及提高系统功能。根据上述本技术之目的，提供一种红外线温度测量装置，至少包括一集成的双感测单元，包含一热电堆与一周围温度传感器所组成，用以感测辐射能量，以发出相应的一信号；一金属遮罩和一外壳，以包覆双感测单元具有的导波元件，并于其间形成空气间隙，以提供对导波元件一双绝缘效果；一信号放大滤波器，将传入的信号进行放大与噪声滤波处理；一微机芯片，用以接收信号放大滤波器处理后的该信号，经计算处理产生一对应的测量温度输出；一电可删除可编程存储器，由微机芯片控制，用以储存所需的系统和校正参数；以及一输出装置，显示信号处理单元产生的该输出结果。为让本技术之上述的其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。 附图说明图1表示本技术红外线温度测量装置所用的集成的双感测单元的结构示意图；图2表示本技术红外线温度测量装置中测量探头(probe)的构造剖视图；图3表示本技术红外线温度测量装置中一实施例的系统方框图；图4表示对应图3中红外线温度测量装置的详细电路图；图5表示本技术红外线温度测量装置具有的一液晶显示屏；图6表示本技术以一微机芯片处理系统校正的流程图；图7表示本技术以手动输入作系统校正的配备图；以及图8表示本技术以自动输入作系统校正的配备图。请参阅图1，其为本技术装置所采用的双传感器的示意图。如图所示，双感测单元1包含一热电堆13和一周围温度传感器12，系设置在一底座10上，以一壳套15包覆，底座10则具有四支输出的接脚11。热电堆13和周围温度传感器12的制作，是在一硅基片131上沉积形成，以硅基片131作为热电堆13的冷接点(cold junction)，藉由蚀刻出一极薄的隔离薄膜将热接点(hot junction)132和冷接点131隔离开。热辐射能量(radiation power)将经由壳套14上具有的滤窗14传入，经热接点132的吸收区域接收后转换成热，因此，热接头132和冷接头131间将形成温差，再藉由例如在冷接点131和热接点132间接上一堆细小的热电偶(thermocouple)(未绘示)，根据席贝克效应(Seebeck-Effect)，便可测量到热电堆13产生的一电压信号，其将正比于冷接点131和热接点132间的温度差。必须再加以说明的是，本技术采用将周围温度传感器12和热电堆13制于一体的集成设计，是想要利用周围温度传感器12测量环境的温度，并立即提供作为冷接点131温度的基准，如此可改善已知温度传感器分立设置时，所产生的基准温度测量误差及受到不必要的干扰等问题。因此，本技术以二合一的双感测单元1作为温度的测量，将具有高灵敏度和高准确率的好处。请再参照附图2，其为本技术装置之温度测量探头的结构剖视图。如图所示，测量探头99包含有一外壳90，一般是塑料制品，由外壳90包覆内部所有的感测组件。上述的双感测单元1藉由一固定座91固定在一导波管92的末端，使导波管92恰能抵住双感测单元1的滤窗14，固定座91较佳是以金属制成，以减小导波管92和双感测单元1间形成的温差。导波管92较佳是以金属制成，且外部需镀上金，以增加其对辐射的反射率。上述整个内部的感测组件置系于一圆锥状的金属遮罩94内，以一隔垫93固定住导波管92。因此，本技术装置在传送所测量到的热辐射能量时，分别结合了外壳90的隔离效果，以遮罩94阻绝电子和热源噪声，以及导波管92可靠的绝缘能力，除非辐射能量是由导波管92的外部导引端传入，即导波管92远离与双感测器1接合的一端，任何位置可能的热辐射传入都将被隔绝掉。因此，要测量的物质或人体温度，只要将其置于导波管92远离双感测单元1的一端，就能有效传达其辐射能量至双感测单元1的热电堆13。此外，固定座91和遮罩94之间、遮罩和导波管92之间以及遮罩94和外壳91之间更形成有空气间隙98，所以能达到双重的隔热效果，也就是能增加元件间的热绝缘及提升测量探头99的信噪比(signal-noise-ratio)。至于，在遮罩94的末端(即导波管92热辐射传入的位置)上可固定一滤镜95，用以避免导波管92受到破坏与污染，或是更具有一可拆装的套子96盖住，这样也可确保本技术装置作为耳温枪测量耳温时的清洁，滤镜95和套子96较佳是以聚乙烯或聚丙烯塑料制成。最后，由双感测单元1，将导波管92所传来的辐射能，藉由其冷接点131和热接点132间的温度差异，形成一信号经其接脚11传输到一印刷电路板(PCB)120上处理。请参阅附图3，其为本技术装置的信号处理方框图。如图所示，由集成的双感测单元1产生的信号，经由一放大和滤波器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红外线温度测量装置，其特征在于，至少包括：一集成的双感测单元，由一热电堆与一周围温度传感器组成；一金属遮罩和一外壳，包覆该双感测单元具有的导波元件，并于其间形成空气间隙；一信号处理单元，与该双感测单元的信号输出端连接；一 存储单元，连于该信号处理单元；以及一输出装置，连接于该信号处理单元的输出端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朝旺，
申请(专利权)人：陈朝旺，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]