[實用新型]一種紅外溫度測量系統

無效

• 申請號: 200720060856.3
• 申請日: 2007-12-04
• 公開（公告）號: CN201130059Y
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 區興鵬;陸偉強;張燦輝
• 申請（專利權）人: 佛山市南海區信息技術學校
• 主分類號: G01J5/14
• 分類號: G01J5/14;G01J5/16;G01J5/18
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 莫瑤江

技術領域

本實用新型涉及到一種溫度測量系統，尤其是一種應用紅外技術測量人體體溫的溫度測量系統。

背景技術

紅外探測器的發展是紅外技術發展的先導。1940年以前研制成熱敏型紅外探測器。20世紀50年代半導體物理學的迅速發展，推進了光電型紅外探測器的發展。60年代激光的出現極大地影響了紅外技術的發展。很多重要的激光都在紅外波段，其相干性便于移用電子技術中的外差接收技術。紅外技術在軍事和國民經濟各部門得到廣泛應用。例如，紅外技術在軍事上可用于目標探測、通信和夜視，在工業、醫學和科研方面可用于熱源探測、溫度測量與過程控制、紅外光譜分析、紅外加熱干燥、紅外遙感、紅外天文學等。由于紅外探測器在軍事及民用方面均占據有十分重要的地位，而室溫紅外探測器因其廉價的成本、較高的可靠性及簡單的制作工藝而備受青睞，目前已成為各國軍方及各大公司研究的熱點。

傳統的體溫測試計是將溫度計與人體皮膚表面接觸，具有測量不準確的缺點，且體溫數據從溫度計的刻度中讀出，由于人目視的偏差，這又增大了讀數不準確的問題，加上傳統的溫度計必須與人體接觸，對具有傳染性的病人進行生命指標參數的監測時，醫務工作者使用這種接觸式的測溫儀容易收到傳染，危害到患病人員和醫務人員的人身健康。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種非接觸式的溫度測量系統，以解決現有技術由于溫度計與人體接觸產生不便的技術問題。

為達到以上目的，本實用新型采取了以下的技術方案：一種紅外溫度測量系統，包括可將物體發射的紅外輻射吸收并轉化為電壓信號的紅外溫度傳感器，所述紅外溫度傳感器與模擬信號放大電路模塊連接，將模擬信號放大電路模塊中的信號進行數模轉換的數據采集和處理模塊，所述數據采集和處理模塊中獲得的數據由液晶顯示屏輸出，在所述數據采集和處理模塊上還連接有按鍵控制模塊。

本實用新型紅外溫度測量系統基于黑體輻射定律，黑體是在任何溫度下都能全部的吸收投射到其表面的任何波長的輻射能量，既沒有反射，電沒有透射的物體。同時它也向外界輻射能量，黑體的單色輻射出度是描述在某一波長輻射源單位面積上發出的輻射通量。通過使用紅外溫度傳感器將物體所發射的紅外輻射吸收再轉化成電壓信號，實現溫度到電流的轉變，然后放大、模數轉換再由MCU處理輸出溫度值。本系統是便攜式、低功耗的體溫測量系統，將測得的溫度值顯示在液晶屏上能實時的顯示溫度和記錄，方便控制，使測試結果一目了然。

本系統可以分為以下幾個功能模塊：(1)人體表面溫度非接觸式測量功能；(2)測量模擬信號的放大功能；(3)數據采集和處理功能；(4)測量體溫值顯示功能；(5)按鍵控制功能系統采用上電復位，沒有單獨設計按鍵復位。

按照劃分的系統各個功能，系統的硬件主要包括以下幾大部分：(1)紅外溫度傳感器，(2)放大電路，(3)數據采集和處理，(4)液晶顯示部分，(5)按鍵控制，本系統采用紅外溫度傳感器SC0067做為溫度探頭。

紅外溫度傳感器內裝有用于溫度補償的熱敏電阻。該傳感器有兩路電壓信號輸出，一路是目標溫度與環境溫度差值的電壓信號輸出，即熱電堆輸出；一路是熱敏電阻測量環境溫度電壓輸出。

放大電路主要針對熱電堆輸出的mV級電壓信號，把它放大到3V左右的ADC輸入要求。因此，放大電路需要有2500倍的放大能力。放大電路為兩級放大，第一級由放大器AD620組成放大969.6倍；第二級由放大器LM358組成比例放大電路，放大2.55倍。

信號采集和處理模塊，傳感器經過放大的電壓信號會送入單片機自帶的ADC中進行AD轉換，然后單片機再取出轉換結果進行各種數據處理。

按鍵控制模塊，本系統只有兩個按鍵，s1(開始測量鍵)和s2(記憶鍵)。按鍵按下后電路接通，放開后電路斷開。在每個端口上有上拉電阻，沒有按鍵按下時，P3.3、P3.4輸入為高電平，當有按鍵按下時，相應的端口輸入轉為低電平。鍵盤控制程序檢測到某個端口為低電平，并經過消除抖動后，就可以確定與此端口連接的按鍵被按下，然后調用程序執行相應的功能。

本系統的軟件設計采用模塊化的設計思想。按照硬件設計的各個模塊，將軟件按照不同的功能分成多個程序模塊。各個模塊分別設計、編程、調試，最后通過主程序和函數調用將各程序模塊連接起來。包括有溫度測量模塊、液晶顯示模塊、按鍵模塊。

溫度測量部分的程序包括：(1)傳感器輸出熱電堆電壓信號算法設計；(2)傳感器輸出環境溫度補償電壓算法設計；(3)每次測量采集4個溫度數據，取平均值，最后將溫度差值和環境溫度相加。