[发明专利]测体温用红外滤光片及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种测体温用红外滤光片，所述的红外滤光片包括基底、第一膜系结构以及第二膜系结构，所述的第一膜系结构和第二膜系结构分别设置于所述的基底的两侧。本发明还涉及相应的制备方法及相应的红外测温传感器。采用了本发明的测体温用红外滤光片及其制备方法和应用，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%；采用非规整膜系结构，两侧膜层厚度接近，有利于保持膜层的应力平衡。

技术领域

本发明涉及红外测温传感器技术领域，涉及一种测体温用红外滤光片及其制备方法和应用。

背景技术

体温是人体基本生理指标之一，是临床疾病和生命体征判断的重要依据。传统的体温测量是使用的水银温度计进行接触式测量，具有性能稳定、误差小的优点，但该方法也存在测量时间长、交叉传染风险大、玻璃破碎易引起汞中毒的缺点。而红外测温仪是基于红外辐射的原理测量物体温度，具有非接触、响应速度快、灵敏度高、准确度高的优点。尤其是在“SARS”、“H1N1”、“埃博拉”、“新冠肺炎”等重大疫情期间，非接触式红外体温计具有其突出的作用。

红外体温计的核心部件为TO封装热电堆传感器，当人体辐射的红外光线通过滤光片后辐射到热电堆芯片上，芯片会将热能转换为电信号，经过数据处理后转变成人体的温度。这里滤光片的作用是将人体发射的特征红外波段信号尽量多的传递到芯片上，同时阻止环境中的其他波段光线进入芯片。

人体辐射的光谱分布由普朗克黑体辐射公式确定，即：

；

式中： ，。

图1为人体37℃（310K）时的辐射出射度与波长的对应关系，从图中可以看出人体辐射的红外线主要集中在5.5～17μm波段，其中峰值波长可以利用维恩位移公式确定，即：；

。

考虑到红外滤光片的材料吸收特性，一般将滤光片的高透射波段设定为5.5～14μm，将截止波段设定为UV～5μm。

中国发明专利CN201610588840.3公开了一种温度探测用长波通红外滤光片及其制备方法，使用了单晶硅基底和非规整膜系制备了滤光片，其1500～5500nm平均透过率为0.19%，在目标波长范围内透过率有大有小，其要求平均透过率小于0.2%，因此其截止区并不能严格实现对目标波长范围内的截止。

中国实用新型专利CN201220090816.4公开了一种5500纳米长波通红外滤光片，使用硅基板和非规整膜系制备了滤光片，由其图1可知，透射率曲线在9μm附近有明显吸收峰，这不利于人体测温的需要，同时其专利提供的非规整膜系，其通带起始波长为6μm，并不是5.5μm，也不利为人体测温的需要。

并且，上述专利均未考虑膜层敏感度，这会导致在实际生产中对膜层误差控制要求过高，不利于控制产品良率。

因此，设计并制作一款具有高透射波段为5.5～14μm、截止波段设定为UV～5μm光谱特点的滤光片十分重要。

发明内容

本发明的主要目的就是针对以上存在的问题，提供一种具有高透射波段为5.5～14μm、截止波段设定为UV～5μm光谱特点的测体温用红外滤光片及其制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明采用的测体温用红外滤光片的技术方案如下：

所述的红外滤光片包括基底、第一膜系结构以及第二膜系结构，所述的第一膜系结构和第二膜系结构分别设置于所述的基底的两侧；

所述的第一膜系结构为：