[实用新型]一种红外温度测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及到一种温度测量系统，尤其是一种应用红外技术测量人体体温的温度测量系统。

背景技术

红外探测器的发展是红外技术发展的先导。1940年以前研制成热敏型红外探测器。20世纪50年代半导体物理学的迅速发展，推进了光电型红外探测器的发展。60年代激光的出现极大地影响了红外技术的发展。很多重要的激光都在红外波段，其相干性便于移用电子技术中的外差接收技术。红外技术在军事和国民经济各部门得到广泛应用。例如，红外技术在军事上可用于目标探测、通信和夜视，在工业、医学和科研方面可用于热源探测、温度测量与过程控制、红外光谱分析、红外加热干燥、红外遥感、红外天文学等。由于红外探测器在军事及民用方面均占据有十分重要的地位，而室温红外探测器因其廉价的成本、较高的可靠性及简单的制作工艺而备受青睐，目前已成为各国军方及各大公司研究的热点。

传统的体温测试计是将温度计与人体皮肤表面接触，具有测量不准确的缺点，且体温数据从温度计的刻度中读出，由于人目视的偏差，这又增大了读数不准确的问题，加上传统的温度计必须与人体接触，对具有传染性的病人进行生命指标参数的监测时，医务工作者使用这种接触式的测温仪容易收到传染，危害到患病人员和医务人员的人身健康。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种非接触式的温度测量系统，以解决现有技术由于温度计与人体接触产生不便的技术问题。

为达到以上目的，本实用新型采取了以下的技术方案：一种红外温度测量系统，包括可将物体发射的红外辐射吸收并转化为电压信号的红外温度传感器，所述红外温度传感器与模拟信号放大电路模块连接，将模拟信号放大电路模块中的信号进行数模转换的数据采集和处理模块，所述数据采集和处理模块中获得的数据由液晶显示屏输出，在所述数据采集和处理模块上还连接有按键控制模块。

本实用新型红外温度测量系统基于黑体辐射定律，黑体是在任何温度下都能全部的吸收投射到其表面的任何波长的辐射能量，既没有反射，电没有透射的物体。同时它也向外界辐射能量，黑体的单色辐射出度是描述在某一波长辐射源单位面积上发出的辐射通量。通过使用红外温度传感器将物体所发射的红外辐射吸收再转化成电压信号，实现温度到电流的转变，然后放大、模数转换再由MCU处理输出温度值。本系统是便携式、低功耗的体温测量系统，将测得的温度值显示在液晶屏上能实时的显示温度和记录，方便控制，使测试结果一目了然。

本系统可以分为以下几个功能模块：(1)人体表面温度非接触式测量功能；(2)测量模拟信号的放大功能；(3)数据采集和处理功能；(4)测量体温值显示功能；(5)按键控制功能系统采用上电复位，没有单独设计按键复位。

按照划分的系统各个功能，系统的硬件主要包括以下几大部分：(1)红外温度传感器，(2)放大电路，(3)数据采集和处理，(4)液晶显示部分，(5)按键控制，本系统采用红外温度传感器SC0067做为温度探头。

红外温度传感器内装有用于温度补偿的热敏电阻。该传感器有两路电压信号输出，一路是目标温度与环境温度差值的电压信号输出，即热电堆输出；一路是热敏电阻测量环境温度电压输出。

放大电路主要针对热电堆输出的mV级电压信号，把它放大到3V左右的ADC输入要求。因此，放大电路需要有2500倍的放大能力。放大电路为两级放大，第一级由放大器AD620组成放大969.6倍；第二级由放大器LM358组成比例放大电路，放大2.55倍。

信号采集和处理模块，传感器经过放大的电压信号会送入单片机自带的ADC中进行AD转换，然后单片机再取出转换结果进行各种数据处理。

按键控制模块，本系统只有两个按键，s1(开始测量键)和s2(记忆键)。按键按下后电路接通，放开后电路断开。在每个端口上有上拉电阻，没有按键按下时，P3.3、P3.4输入为高电平，当有按键按下时，相应的端口输入转为低电平。键盘控制程序检测到某个端口为低电平，并经过消除抖动后，就可以确定与此端口连接的按键被按下，然后调用程序执行相应的功能。

本系统的软件设计采用模块化的设计思想。按照硬件设计的各个模块，将软件按照不同的功能分成多个程序模块。各个模块分别设计、编程、调试，最后通过主程序和函数调用将各程序模块连接起来。包括有温度测量模块、液晶显示模块、按键模块。

温度测量部分的程序包括：(1)传感器输出热电堆电压信号算法设计；(2)传感器输出环境温度补偿电压算法设计；(3)每次测量采集4个温度数据，取平均值，最后将温度差值和环境温度相加。