由于醫療發(fā)展的需要，在很多情況下，通用溫度計不能滿(mǎn)足快速準確測溫的要求，如在車(chē)站、機場(chǎng)等人口密度高的地方進(jìn)行人體體溫測量。 根據紅外測溫原理，通過(guò)關(guān)鍵部件的選擇、瞄準系統的設計和溫度補償的自動(dòng)調節，提高了紅外溫度計的溫度，設計了一種在擁擠和大流量場(chǎng)合快速測量人體溫度的紅外測溫電路。 由于醫療發(fā)展的需要，在很多情況下，通用溫度計不能滿(mǎn)足快速準確測溫的要求，如在車(chē)站、機場(chǎng)等人口密度高的地方進(jìn)行人體體溫測量。 雖然目前國外的溫度測量技術(shù)相對成熟，但國內該領(lǐng)域的技術(shù)仍處于發(fā)展階段。 因此，為了適應醫學(xué)發(fā)展的需要，在特殊環(huán)境下有效地進(jìn)行溫度測量，從而有效地控制和預防非典等特殊疾病的傳播，迫切需要設計一種測溫速度快、精度高的溫度計。 針對一般工業(yè)用紅外溫度計不夠高的事實(shí)，根據紅外測溫原理，通過(guò)關(guān)鍵部件的選擇、瞄準系統的設計和溫度補償的自動(dòng)調整，提高了紅外溫度計的溫度，設計了一種在擁擠和大流量場(chǎng)合快速測量人體溫度的紅外測溫電路。 1.紅外測溫原理自然界中所有溫度在零度以上(-273.15℃)的物體，由于分子的熱運動(dòng)，不斷向周?chē)臻g輻射電磁波，包括紅外波段。輻射能量密度和物體本身溫度之間的關(guān)系符合輻射定律 外部輻射原理& mdash& mdash輻射定律:公式中:e是輻射率，W/m3；&sigma。斯蒂芬& mdash玻爾茲曼常數，5.67倍；10-8W/(m2 & middot；K4)；& epsilon是物體的光輝；t是物體的溫度，單位為k；T0是物體周?chē)沫h(huán)境溫度，單位為k 溫度可以通過(guò)測量發(fā)射的e來(lái)獲得 由這一原理制成的溫度測量?jì)x稱(chēng)為紅外溫度儀。 這種測量不需要與被測物體接觸，因此屬于非接觸測量。 紅外溫度計的溫度測量范圍很寬，從-50℃到3000℃以上 在不同的溫度范圍內，物體發(fā)射的電磁波能量的波長(cháng)分布是不同的。在正常溫度范圍(0 ~ 100℃)內，能量主要集中在中紅外和遠紅外波長(cháng)。 不同溫度范圍和不同測量對象的儀器的具體設計也不同。 根據公式(1)的原理，儀器測得的紅外輻射如下:公式中:a為光學(xué)常數，與儀器的具體設計結構有關(guān)；& epsilon1是被測物體的亮度；& epsilon2是紅外溫度計的發(fā)射率；T1是被測物體的溫度(k)；T2是紅外線(xiàn)溫度計的溫度(k)；他被內置的溫度探測器探測到了。 發(fā)射率&ε；是用來(lái)表示物體發(fā)射電磁波能力的系數，范圍從0到1.0 Zui的理想輻射物體是發(fā)射率為1.0的物體，物理上稱(chēng)為黑體。 這是一個(gè)理論概念。事實(shí)上，沒(méi)有物體的發(fā)射率是1.0。 但是它可以做得非常接近ε；= 1.0溫度計校準的實(shí)際黑體 所有真實(shí)的物體，包括人體每個(gè)部分的表面，它的ε；這些值都低于1.0 由于ε；該值極難測量且不確定，因此在儀表測量e之后，根據等式(2)計算的T1將會(huì )有誤差。 在實(shí)際工作中，儀器位于ε；值為=1.0的黑體在出廠(chǎng)前已經(jīng)校準，只有測量值ε；=1時(shí)，其指示代表物體的實(shí)際溫度。如果物體ε；如果不等于1，儀表讀數不代表物體的實(shí)際溫度，需要進(jìn)行校正。 人體主要輻射波長(cháng)為9 ~ 10 μm；紅外線(xiàn)可以通過(guò)測量人體自身輻射的紅外能量來(lái)精確測量人體的表面溫度 由于該波長(cháng)范圍內的光不被空氣吸收，所以可以使用人體輻射的紅外能量來(lái)測量人體的表面溫度。 人體的紅外輻射特性與其表面溫度密切相關(guān)。因此，可以通過(guò)測量人體自身輻射的紅外能量來(lái)精確測量人體的表面溫度。 紅外測溫技術(shù)的較大優(yōu)點(diǎn)是測試速度快，可在1 s內完成。 因為他只接收人體發(fā)出的紅外輻射，而沒(méi)有其他物理和化學(xué)因素作用于人體，所以對人體沒(méi)有傷害。 2.結構框圖和電路設計2.1圖1所示的結構框圖設計是設計系統的總體結構框圖 2.2溫度傳感器該溫度測量裝置使用紅外傳感器，該傳感器可以接收物體發(fā)出的紅外線(xiàn)并將其轉換成電壓信號 我選擇了PM611單元熱釋電傳感器。雖然這種傳感器是單個(gè)敏感元件，但它可以有效地補償環(huán)境溫度的波動(dòng)，并且振動(dòng)等于干擾影響，因為它采用了一個(gè)接收元件和兩個(gè)并聯(lián)的補償元件串聯(lián)連接的結構。 他的工作溫度是-20 ~+70℃，特別適合測量人體溫度。 另外，PM611的各項指標都比較好，所以他被選為溫度計的探頭。 如圖3所示，將傳感器的d、s、e分別與電路圖中標記的d、s、e連接起來(lái)。 2.3測量電路測量電路如圖4所示 2.4集成電路中選擇ICL7106集成模數轉換器，將模擬信號轉換成數字 他具有以下優(yōu)點(diǎn):轉換精度高，積分模數轉換器成本低；其精度與積分電阻和積分電容的精度無(wú)關(guān)，因此可以降低對元器件質(zhì)量的要求?？垢蓴_能力強；他的外圍電路很簡(jiǎn)單 然而，ICL7106也有一些缺點(diǎn):參考功率的變化直接影響轉換精度。當芯片內部的基準電壓源通常受溫度影響較大時(shí)，當精度要求較高時(shí)，應使用外部基準電壓源。工作速度相對較低，一般為1 ~ 20倍/秒 因此，為了提高ICL7106的精度，設計中采用了外部參考電壓源。 另外，由于用于溫度測量的速度zui也是1 /s，ICL7106較低工作速度的缺點(diǎn)對我們的設計沒(méi)有影響，但其優(yōu)點(diǎn)非常適合設計需要，所以ICL7106被模數轉換。 2.5液晶顯示電路顯示部分由多位液晶驅動(dòng)器ICL7106、標準段液晶EDS801等部件組成 3.通過(guò)實(shí)驗調整A1輸出10k進(jìn)行調試；變阻器，改變A3輸出信號的大小。A3輸出小于2.0V時(shí)，可以適應測量范圍為2.0V的ICL7106的工作特性，因此A3使用兩個(gè)電位計來(lái)調整A3輸出的大小，以確保在高溫下不超過(guò)2.0V。 調試時(shí)，在探頭前放置一個(gè)已知溫度(20 ~ 70℃)的物體，調節ICL7106中的R12使液晶顯示器顯示正確的溫度，改變另一個(gè)已知溫度，繼續調節該電位器使顯示值與已知溫度值完全相等，并反復調節幾次。 小心不要超過(guò)PM611傳感器和ICL7106A/D積分器的溫度上限。

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