一切溫度高于零度(-273.15℃)的物體都在不停地向周圍空間發(fā)射紅外能量,。其輻射特性,、輻射能量的大小、波長分布等都與物體表面溫度密切相關(guān),。反過來,通過對物體自身輻射的紅外能量的測量,,便能準(zhǔn)確地測定它的表面溫度,這就是紅外輻射測溫的機(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,其波長一般為9-13μm,,是處在0.76-100μm 的近紅外波段,。由于該波長范圍內(nèi)的光線不被空氣所吸收,也就是說,,人體向外輻射的紅外大小與環(huán)境影響無關(guān),,只是與人體含存與釋放能量大小有關(guān),因此,,只要通過對人體自身輻射紅外能量的測量就能準(zhǔn)確地測定人體表面溫度,。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:單晶或多晶PN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):
測量范圍:-50℃-100℃,;
測量精度:0.1℃以內(nèi),,±0.1%以內(nèi);
工作溫度:-20℃-+85℃,;
最大測量距離:≦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,,經(jīng)過運(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,,適用于測量精度要求不高的應(yīng)用,,考慮價格目前市場大都采用。
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)勢是采集精度提高,,簡化了硬件設(shè)計和軟件處理,劣勢是數(shù)字紅外溫度傳感器相比較模擬傳感器價格昂貴,。
紅外測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)計組成,,可實(shí)現(xiàn)按鍵控制、LCD顯示,、電量檢測等功能,。
紅外測溫儀的工作過程 :紅外測溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器,、信號放大器及信號處理,、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯集其視場內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量,,視場的大小由測溫儀的光學(xué)零件以及位置決定,。被測物體輻射的紅外首先進(jìn)入測溫儀的光學(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器中,,探測器的關(guān)鍵部件是紅外線傳感器,它的任務(wù)是把光信號轉(zhuǎn)化為電信號;從光電探測器輸出的電信號經(jīng)過放大器和信號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目標(biāo)的溫度值,。
紅外測溫槍額溫槍方案參數(shù):
主要功能規(guī)格:
1,、測溫范圍:前額:32-43℃表面溫度0-60℃
2、測量精度:±0.2C
3,、測量時間:≤1秒
4,、測量距離:1-10CM
5,、測量方法:紅外線測量
6、發(fā)射率:0.95
7,、紅外波長:5-14um
8,、按鍵:開關(guān)機(jī)/記憶,start
9,、功能:高溫報警,,記憶溫度10次
10、組成:由熱電堆式紅外傳感器,,微處理存儲器,,液晶顯示屏及外売組成
11、適用范圍:通過測量額頭熱輻射來顯示被測對象的體溫