专利名称：一种红外温度测量系统的制作方法
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，也没有透射 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(l)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。
放人电路主要针对热电堆输出的mV级电压信号，把它放大到3 V左，右的A DC 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，sl (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。
传感器输出热电堆电压信号算法设计原理t传感器是根据普朗克原理进行 温度测量的，但为了应用方便和实际测量的只是一定波长的红外辐射，而且人 体体温范围只有34'C — 42 °C ,对T传感器的输出，这么 一 小段范围内可以把输 出和温差的关系看成线形的。可以确定的是热电堆输出电压和温差是 一 ---对应 关系。传感器输出环境温度补偿电压算法设计传感器是使用其内部的--个100K (25°C)的负温度系数热敏电阻来实现环境温度补偿的。只要测量出热敏电阻 的阻值，就可以得知对应的环境温度。由于测量体温时室内的温度一般在20 °C 一32。C 。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的技术效果生理参数是人体最重 要、最基本的生命指标，对危重病人进行生命指标参数的监测是医务工作者及时 了解病情状况的重要手段之一，使用非接触式红外测温仪可以避免和患病人员 接触以保护医务人员，且能尽快读出准确的温度指标，有助于病情的诊断。红 外温度计在其他领域也具有广泛的应用，如在一些恶劣环境下为了保证工作人员安全需要这种非接触类的温度计，建筑行业和生产制造业中，往往需要尽快 的得到生产温度指标，这时候就需要能够在很短的时间内完成温度的测量，提 高效益。
图1为本实用新型的红外温度测量系统框图
图2为本实用新型按键控制模块电路连接示意图3为本实用新型模拟信号放大电路模块电路示意附图标记说明1、红外温度传感器，2、模拟信号放大电路模块，3、数据 采集和处理模块，4、液晶显示屏，5、按键控制模块。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式
对本实用新型做进一步的说明
请参与图1到图3所示， 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的红外温度传感器1，所述红外温度传感器1与模拟
信号放大电路模块2连接，将模拟信号放大电路模块2中的信号进行数模转换 的数据采集和处理模块3，所述数据采集和处理模块3中获得的数据由液品显示 屏4输出，在所述数据采集和处理模块3上还连接有按键控制模块5。
所述红外温度传感器l内设置有用于温度补偿的热敏电阻。所述模拟信号放 大电路模块2由两级放大器组成。在系统上电后进入主程序等待按键按下，按键控制模块5如果按下的是si 键，将红外温度传感器放入耳道中大概2-3秒的时间，等待体温计测量完毕， 测出的体温值就会显示在液晶显示屏上。而如果按下的是s2键，液晶屏上则会 显示上一次测量的体温值，连续地再按一次则会显示上上次测得的体温值，以 此类推， 一共可以显示5个历史记录体温值。但是，如果在按下s2键之后又按 下了sl键进行测量，则记录功能清零，记录体温值又重新从最近的测量结果开 始显示，依此类推。
本实用新型采用STC89LE516AD单片机。该单片机完全兼容8051， T:作电 压为3V，自带8位精度的AD转换。AD转换结果=256 X Vin / Vcc ， Vin为模 拟输入通道输入电压，Vc t;为单片机实际工作电压，用单片机工作电SI作为ADC 的模拟参考电压。
红外温度测量系统中的液晶显示液晶显示屏选用FM0802A型字符点阵LCD， 字符尺寸是5X8，整个液晶屏有两排字符，每排可显示8个字。
权利要求1、一种红外温度测量系统，其特征在于包括可将物体发射的红外辐射吸收并转化为电压信号的的红外温度传感器(1)，所述红外温度传感器(1)与模拟信号放大电路模块(2)连接；将模拟信号放大电路模块(2)中的信号进行数模转换的数据采集和处理模块(3)，所述数据采集和处理模块(3)中获得的数据由液晶显示屏(4)输出，在所述数据采集和处理模块(3)上还连接有按键控制模块(5)。
2、 根据权利要求l所述的红外温度测量系统，其特征在于在所述红外温度传感器(1)内设置有用于温度补偿的热敏电阻。
3、 根据权利要求I所述的红外温度测量系统，其特征在于所述模拟信号放大电路模块(2)由两级放大器组成。
专利摘要本实用新型公开了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是一种非接触式红外测温仪，这可以避免和患病人员接触以保护医务人员，且能尽快读出准确的温度指标，有助于病情的诊断。在其他领域也具有广泛的应用，如在建筑行业和生产制造业中为保证工作人员安全需要这种非接触类的温度计，可最短时间得到生产温度指标，提高经济效益。
文档编号G01J5/18GK201130059SQ20072006085
公开日2008年10月8日 申请日期2007年12月4日 优先权日2007年12月4日
发明者区兴鹏, 张灿辉, 陆伟强 申请人:佛山市南海区信息技术学校