[發明專利]測體溫用紅外濾光片及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010919138.7
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111781666B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 何虎;張杰;于海洋;許晴;王昕;王爽
• 申請（專利權）人: 上海翼捷工業安全設備股份有限公司
• 主分類號: G02B5/28
• 分類號: G02B5/28;G01J5/08;G01J5/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

本發明涉及一種測體溫用紅外濾光片，所述的紅外濾光片包括基底、第一膜系結構以及第二膜系結構，所述的第一膜系結構和第二膜系結構分別設置于所述的基底的兩側。本發明還涉及相應的制備方法及相應的紅外測溫傳感器。采用了本發明的測體溫用紅外濾光片及其制備方法和應用，透射波段5.5～14μm平均透射率≥85%，截止波段UV～5μm最大透射率＜0.1%；采用非規整膜系結構，兩側膜層厚度接近，有利于保持膜層的應力平衡。

技術領域

本發明涉及紅外測溫傳感器技術領域，涉及一種測體溫用紅外濾光片及其制備方法和應用。

背景技術

體溫是人體基本生理指標之一，是臨床疾病和生命體征判斷的重要依據。傳統的體溫測量是使用的水銀溫度計進行接觸式測量，具有性能穩定、誤差小的優點，但該方法也存在測量時間長、交叉傳染風險大、玻璃破碎易引起汞中毒的缺點。而紅外測溫儀是基于紅外輻射的原理測量物體溫度，具有非接觸、響應速度快、靈敏度高、準確度高的優點。尤其是在“SARS”、“H1N1”、“埃博拉”、“新冠肺炎”等重大疫情期間，非接觸式紅外體溫計具有其突出的作用。

紅外體溫計的核心部件為TO封裝熱電堆傳感器，當人體輻射的紅外光線通過濾光片后輻射到熱電堆芯片上，芯片會將熱能轉換為電信號，經過數據處理后轉變成人體的溫度。這里濾光片的作用是將人體發射的特征紅外波段信號盡量多的傳遞到芯片上，同時阻止環境中的其他波段光線進入芯片。

人體輻射的光譜分布由普朗克黑體輻射公式確定，即：

；

式中： ，。

圖1為人體37℃（310K）時的輻射出射度與波長的對應關系，從圖中可以看出人體輻射的紅外線主要集中在5.5～17μm波段，其中峰值波長可以利用維恩位移公式確定，即：；

。

考慮到紅外濾光片的材料吸收特性，一般將濾光片的高透射波段設定為5.5～14μm，將截止波段設定為UV～5μm。

中國發明專利CN201610588840.3公開了一種溫度探測用長波通紅外濾光片及其制備方法，使用了單晶硅基底和非規整膜系制備了濾光片，其1500～5500nm平均透過率為0.19%，在目標波長范圍內透過率有大有小，其要求平均透過率小于0.2%，因此其截止區并不能嚴格實現對目標波長范圍內的截止。

中國實用新型專利CN201220090816.4公開了一種5500納米長波通紅外濾光片，使用硅基板和非規整膜系制備了濾光片，由其圖1可知，透射率曲線在9μm附近有明顯吸收峰，這不利于人體測溫的需要，同時其專利提供的非規整膜系，其通帶起始波長為6μm，并不是5.5μm，也不利為人體測溫的需要。

并且，上述專利均未考慮膜層敏感度，這會導致在實際生產中對膜層誤差控制要求過高，不利于控制產品良率。

因此，設計并制作一款具有高透射波段為5.5～14μm、截止波段設定為UV～5μm光譜特點的濾光片十分重要。

發明內容

本發明的主要目的就是針對以上存在的問題，提供一種具有高透射波段為5.5～14μm、截止波段設定為UV～5μm光譜特點的測體溫用紅外濾光片及其制備方法和應用。

為了實現上述目的，本發明采用的測體溫用紅外濾光片的技術方案如下：

所述的紅外濾光片包括基底、第一膜系結構以及第二膜系結構，所述的第一膜系結構和第二膜系結構分別設置于所述的基底的兩側；

所述的第一膜系結構為：