一切溫度高于零度(-273.15℃)的物體都在不停地向周?chē)臻g發(fā)射紅外能量。其輻射特性、輻射能量的大小,、波長(zhǎng)分布等都與物體表面溫度密切相關(guān),。反過(guò)來(lái),通過(guò)對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測(cè)量,便能準(zhǔn)確地測(cè)定它的表面溫度,,這就是紅外輻射測(cè)溫的機(jī)理,。
人體與其他生物體一樣,自身也在向四周輻射釋放紅外能量,,其波長(zhǎng)一般為9-13μm,是處在0.76-100μm 的近紅外波段,。由于該波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線不被空氣所吸收,,也就是說(shuō),人體向外輻射的紅外大小與環(huán)境影響無(wú)關(guān),,只是與人體含存與釋放能量大小有關(guān),,因此,只要通過(guò)對(duì)人體自身輻射紅外能量的測(cè)量就能準(zhǔn)確地測(cè)定人體表面溫度,。人體紅外溫度傳感器就是根據(jù)這一原理,,設(shè)計(jì)制作而成的。
目前紅外溫度傳感器根據(jù)能量轉(zhuǎn)換所用材料不同,,可分為以下幾種類型:
(1)熱釋電型:硫酸三甘肽,、鉭酸鋰等
(2)熱電堆型:N型和P型的多晶硅
(3)二極管型:?jiǎn)尉Щ蚨嗑N結(jié)
(4)熱電容型:雙材料薄膜
(5)熱敏電阻型:氧化釩、非晶硅等 其實(shí),,這些類型都只是在接收紅外能量后,,轉(zhuǎn)換方式和材料能效比不同而已。
目前耳,、額溫槍采用的紅外傳感器均為熱電堆式,,基本物理原理是塞貝克效應(yīng)。
熱電堆式溫度傳感器參數(shù)指標(biāo):
測(cè)量范圍:-50℃-100℃,;
測(cè)量精度:0.1℃以內(nèi),,±0.1%以內(nèi);
工作溫度:-20℃-+85℃,;
最大測(cè)量距離:≦0-50mm(加透鏡300-500mm)
輸出電壓:0-10mV,;
熱電堆溫度傳感器最大量程范圍可以做到-60℃到+1200℃范圍
紅外熱電堆傳感器成品圖主要封裝形式有兩種:TO46(TO18)/TO39(TO5);
熱電堆溫度傳感器還分為模擬傳感器和數(shù)字傳感器
處理紅外熱電堆模擬傳感器的采集信號(hào),,經(jīng)過(guò)運(yùn)放處理后輸出給MCU處理,,該方案引入器件較少,成本有一定優(yōu)勢(shì),,適用于測(cè)量精度要求不高的應(yīng)用,,考慮價(jià)格目前市場(chǎng)大都采用。
將模擬的紅外熱電堆傳感器換成數(shù)字的紅外溫度傳感器,優(yōu)勢(shì)是采集精度提高,,簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)和軟件處理,,劣勢(shì)是數(shù)字紅外溫度傳感器相比較模擬傳感器價(jià)格昂貴。
紅外測(cè)溫槍額溫槍方案芯片:
紅外溫槍核心芯片主要由ADC芯片和控制芯片設(shè)計(jì)組成,,可實(shí)現(xiàn)按鍵控制,、LCD顯示、電量檢測(cè)等功能,。
紅外測(cè)溫儀的工作過(guò)程 :紅外測(cè)溫儀由光學(xué)系統(tǒng),、光電探測(cè)器、信號(hào)放大器及信號(hào)處理,、顯示輸出等部分組成,。光學(xué)系統(tǒng)匯集其視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量,視場(chǎng)的大小由測(cè)溫儀的光學(xué)零件以及位置決定,。被測(cè)物體輻射的紅外首先進(jìn)入測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng),,再由光學(xué)系統(tǒng)匯聚射入的紅外線,使能量更加集中;聚集后的紅外線輸入到光電探測(cè)器中,,探測(cè)器的關(guān)鍵部件是紅外線傳感器,,它的任務(wù)是把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào);從光電探測(cè)器輸出的電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器和信號(hào)處理電路按照儀器內(nèi)部的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的溫度值。
紅外測(cè)溫槍額溫槍方案參數(shù):
主要功能規(guī)格:
1,、測(cè)溫范圍:前額:32-43℃表面溫度0-60℃
2,、測(cè)量精度:±0.2C
3、測(cè)量時(shí)間:≤1秒
4,、測(cè)量距離:1-10CM
5,、測(cè)量方法:紅外線測(cè)量
6、發(fā)射率:0.95
7,、紅外波長(zhǎng):5-14um
8,、按鍵:開(kāi)關(guān)機(jī)/記憶,start
9,、功能:高溫報(bào)警,,記憶溫度10次
10、組成:由熱電堆式紅外傳感器,,微處理存儲(chǔ)器,,液晶顯示屏及外売組成
11、適用范圍:通過(guò)測(cè)量額頭熱輻射來(lái)顯示被測(cè)對(duì)象的體溫