一種快速熱平衡內置AD轉換的體溫傳感器結構制造技術

本實用新型專利技術公開了一種快速熱平衡內置AD轉換的體溫傳感器結構；包括一金屬外殼，金屬外殼內設置有電路板，電路板上設置有探測芯片，探測芯片內設置有PN結溫度傳感器和AD轉換模塊，電路板與金屬外殼之間填充有導熱膠，電路板兩側平行設置有多個導熱釘，導熱釘兩端與金屬外殼連接。本實用新型專利技術金屬外殼與電路板之間的導熱膠以及導熱釘，提高了熱量傳遞的效率，減少體溫探測的時間，達到熱平衡的時間比普通結構提升了38.9%。采用集成式探測芯片極大地提高了體溫探頭的導熱性能，同時提高了探頭的穩定性保證較高的一致性；探測芯片內置OP放大器及AD轉換模塊，通過引腳輸出體溫數字信號，增加信號的穩定性，同時便于體溫傳感器兼容到不同的溫度探測產品中。

A temperature sensor structure with fast thermal balance and built-in AD conversion

The utility model discloses a temperature sensor structure rapid thermal equilibrium built-in AD conversion; including a metal shell, the metal shell is provided with a circuit board, the circuit board is provided with a detection chip, detection chip is arranged in the PN junction temperature sensor and AD conversion module, a heat conducting glue is filled between the circuit board and the metal shell, circuit both sides of the panel are provided with a plurality of parallel heat conduction nail, nail ends connected with the metal case. The heat conducting glue and the heat conducting nail between the metal shell and the circuit board of the utility model can improve the efficiency of heat transfer, reduce the time of body temperature detection, and achieve the time of heat balance by 38.9% compared with the ordinary structure. The integrated detection chip greatly improves the thermal conductivity of the temperature probe, and improves the stability of the probe to ensure consistency of high detection; chip built-in OP amplifier and AD conversion module, the digital signal output pin temperature, increase the stability of the signal, and is convenient for temperature sensor compatible to different temperature detection products.

【技術實現步驟摘要】
一種快速熱平衡內置AD轉換的體溫傳感器結構
本技術涉及體溫計領域，特別涉及一種快速熱平衡內置AD轉換的體溫傳感器結構。
技術介紹
目前市場上的體溫計一般是水銀體溫計，電子式體溫計、紅外線體溫計。水銀體溫計一次測試周期大約需要五分鐘，測試時間很長，同時水銀體溫計屬于易碎品，而且水銀為重金屬對環境的污染非常嚴重；電子式體溫計產品解決了重金屬污染的問題，現有電子式體溫計多采用熱敏電阻的檢測方法，由熱敏電阻組成的溫度傳感器結構簡單價格低廉，但其在生產過程中工藝上離散型大，檢測溫度的精度比較低（誤差在±0.3℃），由于材質的關系，熱敏電阻組成的溫度傳感器的性能會隨時間及環境的變化，測試數據會產生漂移，因此采用熱敏電阻的電子式體溫計無法有效的保證溫度檢測的精度；紅外線體溫計具有無污染、檢測快速等特點，但缺點是精度低、生產成本高。
技術實現思路
本技術的目的在于克服現有技術的不足提供一種快速熱平衡內置AD轉換的高精度體溫傳感器結構方式。為實現上述目的，本技術采用如下的技術方案：一種內置AD轉換的體溫傳感器；包括一金屬外殼，所述金屬外殼內設置有電路板，所述電路板上設置有探測芯片，所述探測芯片內設置有PN結溫度傳感器和AD轉換模塊，所述電路板與金屬外殼之間填充有導熱膠，所述電路板兩側平行設置有多個導熱釘，所述導熱釘兩端與金屬外殼連接。利用銅質外殼及銅質導熱釘的快速導熱特性，使探頭盡快達到熱平衡。進一步闡述方案，所述金屬外殼為一端開口的圓柱狀外殼；所述電路板在靠近金屬外殼開口的一側設置有兩個傳遞探測芯片信號的引腳，所述探測芯片設置在電路板另一側；所述探測芯片內還設置有OP放大器，所述PN結溫度傳感器、AD轉換模塊和OP放大器依次電連接。進一步闡述方案，所述金屬外殼的開口端設置有密封用的后蓋，所述后蓋開制有供引腳穿設的通孔；所述后蓋與引腳之間絕緣。其中，所述后蓋為塑料材質后蓋。塑料結構采用隔熱設計，減小外圍對探頭的影響。其中，所述后蓋或者為銅制后蓋，所述銅制后蓋的通孔內壁與引腳之間設置有絕緣環。銅質后蓋設計能加快探頭達到熱平衡的速度。進一步闡述方案，所述金屬外殼為銅制外殼，所述導熱釘為銅制導熱釘。導熱釘結構使探頭快速達到熱平衡，減小測試時間。進一步闡述方案，所述金屬外殼的直徑為3-4mm，所述金屬外殼的長度為5-6mm。進一步闡述方案，所述探測芯片為0.35*0.52mm大小的長方形芯片。進一步闡述方案，所述導熱膠為導熱硅膠。本技術有益效果在于：金屬外殼與電路板之間的導熱膠以及導熱釘，提高了熱量傳遞的效率，減少體溫探測的時間，達到熱平衡的時間比普通結構提升了38.9%；采用集成式的探測芯片，極大地提高了體溫探頭的導熱性能，同時提高了探頭的穩定性，保證較高的一致性；探測芯片內置OP放大器及AD轉換模塊，通過引腳輸出體溫數字信號，增加了信號的穩定性，同時便于體溫傳感器兼容到不同的溫度探測的產品中。附圖說明圖1為本技術立體結構示意圖。圖2為本技術平面結構示意圖。附圖標號說明：1、金屬外殼；2、電路板；3、探測芯片；4、導熱釘；5、引腳；6、導熱膠；7、后蓋。具體實施方式下面結合附圖1至附圖2介紹本技術的一種具體實施方式。一種內置AD轉換的體溫傳感器；包括一金屬外殼1，金屬外殼1內設置有FR4材質的電路板2，電路板2上設置有探測芯片3，探測芯片3內設置有PN結溫度傳感器和AD轉換模塊，電路板2與金屬外殼1之間填充有導熱膠6，該導熱膠6為導熱硅膠，導熱硅膠使金屬外殼1的熱量可以快速傳遞到PN結溫度傳感器上；電路板2兩側平行設置有六個導熱釘4，六個導熱釘4分兩排固定在金屬外殼1內，導熱釘4兩端與金屬外殼1連接。AD轉換模塊為AD公司出品的AD7705，將從PN結溫度傳感器接收到的很弱的輸入信號直接轉換成串行數字信號輸出，采用Σ-Δ的ADC，實現16位無誤碼的良好性能。金屬外殼1為一端開口的圓柱狀外殼；電路板2在靠近金屬外殼1開口的一側設置有兩個傳遞探測芯片3信號的引腳5，探測芯片3設置在電路板2另一側；探測芯片3內還設置有OP放大器，OP放大器為Non-inverterAmp同相位放大電路，PN結溫度傳感器、AD轉換模塊和OP放大器依次電連接。電路板2的尺寸為3.5mm*3.5mm，電路板2上還設置有存儲器，存儲器和探測芯片3電連接，儲存探測芯片3探測的數據特征，每個傳感器因生產的微小差異導致探測芯片3探測的數據有一定的差異性，探測芯片3將數據變化差異以及標定的數據特征都儲存在存儲器中，使得每個生產出來的體溫傳感器保證探測數據的一致性。金屬外殼1的開口端設置有密封用的后蓋7，后蓋7開制有供引腳5穿設的通孔；后蓋7與引腳5之間絕緣。后蓋7為銅制后蓋7，銅制后蓋7的通孔內壁與引腳5之間設置有絕緣環。金屬外殼1為銅制外殼，導熱釘4為銅制導熱釘4；金屬外殼1的直徑為4mm，長度為6mm；探測芯片3為0.35*0.52mm大小的長方形芯片。銅制后蓋7與銅制外殼之間焊接密封固定。探測芯片3利用PN結的結電壓與溫度的線性關系測量溫度，探測芯片3內部集成了14位的AD轉換模塊和數字化輸出電路；通過兩個引腳5輸出探測到的并轉換后的數字化溫度數據，可以方便地連接各種通用MCU的I/O。經過單點溫度校準可以在27°C—47°C范圍內保證±0.05°C的測量精度，溫度分辨率達到0.01°C。金屬外殼1一側在對應的位置開制六個插孔，將導熱釘4插入后焊接，將帶有探測芯片3的電路板2放在兩排導熱釘4之間，灌注導熱膠6，扣上后蓋7并將后蓋7與金屬外殼1焊接固定；導熱釘4可以加快金屬外殼1的熱量往導熱膠6以及探測芯片3上傳遞，縮短體溫檢測的時間。電路板2采用雙面大面積覆銅多通孔設計，一方面便于生產，另一方面能提高導熱效率；按此設計本技術對比水銀溫度計在恒溫水槽中達到熱平衡（達到0.1℃誤差范圍）的時間數據對比如下（測試環境溫度為25℃）：水槽溫度水銀溫度計（歐姆龍）本技術探頭35℃353秒216秒37.5℃412秒254秒39℃486秒294秒由以上測試數據可以看出：達到溫度平衡點所需時間提高了38.9%：（353+412+486-216-254-294）/(353+412+486)=38.9%。以上所述并非對本技術的技術范圍作任何限制，凡依據本技術技術實質，對以上的實施例所作的任何修改、等同變化與修飾，均仍屬于本技術的技術方案的范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種快速熱平衡內置AD轉換的體溫傳感器結構；其特征在于：包括一金屬外殼，所述金屬外殼內設置有電路板，所述電路板上設置有探測芯片，所述探測芯片內設置有PN結溫度傳感器和AD轉換模塊，所述電路板與金屬外殼之間填充有導熱膠，所述電路板兩側平行設置有多個導熱釘，所述導熱釘兩端與金屬外殼連接。

【技術特征摘要】
1.一種快速熱平衡內置AD轉換的體溫傳感器結構；其特征在于：包括一金屬外殼，所述金屬外殼內設置有電路板，所述電路板上設置有探測芯片，所述探測芯片內設置有PN結溫度傳感器和AD轉換模塊，所述電路板與金屬外殼之間填充有導熱膠，所述電路板兩側平行設置有多個導熱釘，所述導熱釘兩端與金屬外殼連接。2.根據權利要求1所述的一種快速熱平衡內置AD轉換的體溫傳感器結構，其特征在于：所述金屬外殼為一端開口的圓柱狀外殼；所述電路板在靠近金屬外殼開口的一側設置有兩個傳遞探測芯片信號的引腳，所述探測芯片設置在電路板另一側；所述探測芯片內還設置有OP放大器，所述PN結溫度傳感器、AD轉換模塊和OP放大器依次電連接。3.根據權利要求2所述的一種快速熱平衡內置AD轉換的體溫傳感器結構，其特征在于：所述金屬外殼的開口端設置有密封用的后蓋，所述后蓋開制有供引腳穿設的通孔；所述后蓋與引腳之...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉偉，王國柱，程益浪，
申請(專利權)人：東莞市宇朔泰合健康科技有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東,44