1 引言
現(xiàn)在,人們對(duì)自己的身體健康狀況十分關(guān)注.都希望自己有一個(gè)好的身體。體溫是人體的重要生理參數(shù)之一,對(duì)它的監(jiān)測(cè)十分重要。市場(chǎng)上最流行的體溫計(jì)是電子體溫計(jì),特別是非接觸式紅外體溫計(jì)。目前國內(nèi)開發(fā)的紅外體溫計(jì)主要有華中科技大學(xué)研制的“慧眼:HW一05”人體溫度紅外熱圖像儀.其分辨率高達(dá)0.06℃;中科院上海物理研究所研制的紅外測(cè)溫儀和蘭州大學(xué)合華技術(shù)應(yīng)用開發(fā)中心開發(fā)的LHW—I型紅外線測(cè)溫儀。國外產(chǎn)品有德國博郎集團(tuán)開發(fā)的只需1秒即可測(cè)出體溫的紅外體溫計(jì);日本歐姆龍研制的幾款非接觸式紅外體溫計(jì)和BJ40型非接觸式醫(yī)用紅外線體溫計(jì)(精度為±tO.2℃,其主要器件是紅外溫度傳感器。本文給出了應(yīng)用GE公司的ZTP135S—R型紅外溫度傳感器進(jìn)行的體溫計(jì)設(shè)計(jì)。
2 紅外溫度傳感器的原理
自然界一切溫度高于絕對(duì)零度(-273.15℃)的物體。由于分子的熱運(yùn)動(dòng)都在不停地向周圍空間輻射包括紅外波段在內(nèi)的電磁波。其輻射能量密度與物體本身的溫度關(guān)系符合普朗克(Plank)定律。紅外測(cè)溫的原理是一樣的,都是根據(jù)普朗克原理。一般理解紅外測(cè)量的是物體的溫度.其實(shí)測(cè)的是目標(biāo)物與傳感器或者說是物體與環(huán)境溫度之間的差值。物體輻射能量的大小直接與該物體的溫度有關(guān).具體地說,是與該物體熱力學(xué)溫度的4次方成正比.用公式可表達(dá)為: E=δε(T4-T4o) (1)
式中,E是輻射出射度.單位是W/m3;δ是斯蒂芬一波爾茲曼常數(shù),5.67x10-8W/(m2·K4);δ是物體的輻射率:T是物體的溫度(K);To是物體周圍的環(huán)境溫度(K)。
人體主要輻射波長為9 μm—10 μm的紅外線.通過對(duì)人體自身輻射紅外能量的測(cè)量便能準(zhǔn)確地測(cè)定人體表面溫度。由于該波長范圍內(nèi)的光線不被空氣所吸收,因而也可利用人體輻射的紅外能量精確地測(cè)量人體表面溫度。
紅外溫度傳感器利用熱電偶原理,測(cè)量目標(biāo)物與傳感器或者物體與環(huán)境溫度之間的差值。熱電偶的原理是二種不同的金屬A和B構(gòu)成一個(gè)閉合回路,當(dāng)二個(gè)接觸端溫度不同時(shí)(T>To),回路中產(chǎn)生熱電勢(shì)Eab,其中T稱為熱端、工作端或測(cè)量端,To稱為冷端、自由端或參比端。A和B稱為熱電極。熱電勢(shì)的大小由接觸電勢(shì)(也叫伯爾貼電勢(shì))和溫差電勢(shì)(也叫湯姆遜電勢(shì))決定。
3 ZTPl35S—R的工作原理和性能
電阻溫度系數(shù):被測(cè)物體的輻射能經(jīng)過窗口和光闌聚焦在接收元件(熱電堆)的受熱片上,受熱片上有60只串聯(lián)的熱電偶.每只熱電偶的熱端在受熱片的中央部位圍成一圈,焊接在一起,從引線就可以得到所有電偶的熱電勢(shì)之和。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有較小的熱慣性和較高的靈敏度。傳感器采用負(fù)溫度系數(shù)電熱調(diào)節(jié)器進(jìn)行環(huán)境溫度補(bǔ)償。
4 紅外傳感器的應(yīng)用
本設(shè)計(jì)采用AVR單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理,它與z1"P135S—R相連,對(duì)其采集到的溫度電信號(hào)進(jìn)行處理.再經(jīng)過濾波和放大,把溫度的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)提取出來進(jìn)行MD轉(zhuǎn)換,最終在液晶顯示器(LMD)上顯示出來。LCD的8條數(shù)據(jù)線接.PB口;控制線RS、R/W、EN分別接PD0、PDl、PD3;LCD的背光燈由PD4控制。蜂鳴器由PD5控制。紅外的溫度信號(hào)接單片機(jī)的PA0口,環(huán)境溫度補(bǔ)償信號(hào)接單片機(jī)的PAI口。其中還設(shè)計(jì)了二個(gè)按鈕(keyl,key2),keyl為系統(tǒng)控制開關(guān),key2為復(fù)位開關(guān)。
5 結(jié)束語
在溫度測(cè)量系統(tǒng)中,溫度傳感器是一個(gè)重要的器件,它的性能直接影響溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度.需要根據(jù)不同的測(cè)量精度來選擇傳感器,對(duì)于紅外溫度傳感器來說,因?yàn)樗欠墙佑|式的,所以對(duì)環(huán)境的要求特別高,采用熱電偶的測(cè)量原理,對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行補(bǔ)償,從而獲得準(zhǔn)確的測(cè)量效果。本設(shè)計(jì)采用ZTP135S—R型傳感器很好地滿足了要求。測(cè)量溫度成線性變化,并且.本裝置所用的紅外傳感器只是吸收人體輻射的紅外線而不向人體發(fā)射任何射線.它采用的是被動(dòng)式和非接觸式測(cè)量方式.不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生輻射傷害。
訂貨電話:13402168531(微信同),021-60512919
業(yè)務(wù)QQ: 2229069859
阿里旺旺: seaine168
淘寶企業(yè)店鋪: https://shop512779345.taobao.com
公司官網(wǎng):http://www.tjhuahong.com
現(xiàn)貨特價(jià)產(chǎn)品:
Brand Product Product name
CAPTRON 100189
CAA-550-H18G4T-PS6/CP174
CAPTRON 100225 CAA-180-H18G4T-PO6/CP174
CAPTRON 100252 ISM-2000/24VDC
CAPTRON 100271 OGR-10T-PU6
CAPTRON 100274 OGR-50T-PU6
CAPTRON 100275 OGR-80T-PU6
CAPTRON 100276 OGR-120T-PU6
CAPTRON 100277 OGR-20T-PU6
CAPTRON 100293 i20B-F56M-PS6
CAPTRON 100313 CHT1-559PRS-30
CAPTRON 100314 CHT1-1K9D-30
CAPTRON 100315 CHT12-T58P-205
CAPTRON 100318 CHT1-1K9B-30
CAPTRON 100319 CHT1-158D-19
CAPTRON 100321 CHT1-19XPRSS-H
CAPTRON 100325 CHT1-158B-30
CAPTRON 100329 CHT1-17XB-H
CAPTRON 100330 CHT1-17XB-10
CAPTRON 100331 CHT1-15XB-H
CAPTRON 100334 CHT1-55GP-30
CAPTRON 100335 CHT1-559P-29
CAPTRON 100336 CHT1-55GP-29
CAPTRON 100344 CHT1-559P-H
CAPTRON 100346 CHT1-198BRSO-30
CAPTRON 100349 CHT1-178P-H
CAPTRON 100350 CHT1-579P-H
CAPTRON 100364 CHT1-158B-371
CAPTRON 100368 CHT1-158B-368
CAPTRON 100401 CHT3-07XP-H/TG-SR/ST
CAPTRON 100418 CHT3-A71U-38/TG-SR/CP29
CAPTRON 100421 CHT32-170B-40/TG-SR
CAPTRON 100423 CHT3-476P-29/TG-SR
CAPTRON 100426 CHT3-185B-41/TG-YW
CAPTRON 100427 CHT3-456PV-H/TG-SR/ST
CAPTRON 100428 CHT3-15HB-30/TG-SR/ST
CAPTRON 100537 CTL1-158-30/RYG
CAPTRON 100582 CAA-60-H18G4T-PS6/CP174
主營產(chǎn)品類型:Sick傳感器,Sick激光掃描儀,Sick安全光柵,sick激光掃描儀,編碼器,安全光柵,安全繼電器,CAPTRON觸摸開關(guān)
主營產(chǎn)品品牌:
德國CAPTRON
,德國SICK
,威格勒Wenglor
,美國BANNER
,意大利DATALOGIC
,日本SMC
,德國IFM
,德國P+F
,費(fèi)斯托FESTO
,施耐德Schneider Electric
,西門子SIEMENS
,歐姆龍OMRON
,圖爾克Turck
,諾冠NORGREN
訂貨電話:13402168531(微信)
業(yè)務(wù)QQ: 2229069859
阿里旺旺: seaine168
淘寶企業(yè)店鋪: https://shop512779345.taobao.com
公司官網(wǎng):http://www.tjhuahong.com
進(jìn)入上海遠(yuǎn)康自動(dòng)化淘寶店鋪