一種非接觸式紅外體溫計的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種非接觸式紅外體溫計，包括非接觸式紅外溫度傳感器、溫差熱電堆放大電路、溫度補償及放大電路、AD轉換電路、主控電路、顯示電路以及報警電路，非接觸式紅外溫度傳感器分別與溫差熱電堆放大電路以及溫度補償及放大電路相連，溫差熱電堆放大電路以及溫度補償及放大電路相連分別連接到AD轉換電路，AD轉換電路與主控電路相連，主控電路與顯示電路以及報警電路相連。本實用新型紅外體溫計解決了傳統(tǒng)體溫計必須接觸測量的問題，并以較短的響應時間、較高的測量精度和準確度可以滿足人們的對新式測溫方式的需求。而且，它不易受到環(huán)境等因素的干擾，性能穩(wěn)定，讀數(shù)方便，可以達到實時監(jiān)測的目的，適合老人、兒童及病人監(jiān)護使用。
【專利說明】一種非接觸式紅外體溫計
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測量【技術領域】，特別涉及一種非接觸式紅外體溫計。
【背景技術】
[0002] 隨著經(jīng)濟、社會的全面發(fā)展，健康成了人們日益關注的問題。作為恒溫動物的人 類，體溫無疑是衡量人體健康狀況的重要指標，通過對體溫這個基本生理參數(shù)進行實時監(jiān) 測，可以使我們很直觀地把握機體的生命活動是否正常，因此，溫度計成了日常家庭必備和 臨床醫(yī)學的基本醫(yī)用器具。水銀溫度計以低廉的價格、相對穩(wěn)定的性能和較為準確的測量 結果成為目前應用最為廣泛的體溫測量工具，但是，它的弊端也日漸引起人們的注意，水銀 溫度計的讀數(shù)很不方便，稍有大意，破碎暴露出來的水銀既損害人體健康，也會造成環(huán)境污 染?？茖W技術的不斷進步促進醫(yī)療衛(wèi)生條件的不斷完善，傳統(tǒng)的體溫測量技術已經(jīng)不能現(xiàn) 代人的需求，人們正在探索更加快捷、更易操作的體溫測量方式，遠紅外技術的發(fā)展使非接 觸式體溫測量成為可能，紅外體溫計解決了傳統(tǒng)體溫計測量時必須接觸的問題，它以較短 的響應時間、較高的測量精度和準確度滿足了人們的對現(xiàn)代體溫測溫的要求。
【發(fā)明內容】
[0003] 為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種非接觸式紅外體溫計。
[0004] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種非接觸式紅外體溫計，包括非 接觸式紅外溫度傳感器、溫差熱電堆放大電路、溫度補償及放大電路、AD轉換電路、主控電 路、顯示電路以及報警電路，所述的非接觸式紅外溫度傳感器分別與溫差熱電堆放大電路 以及溫度補償及放大電路相連，溫差熱電堆放大電路以及溫度補償及放大電路相連分別連 接到AD轉換電路，所述的AD轉換電路為一個多路AD轉換電路，AD轉換電路與主控電路相 連，主控電路與顯示電路以及報警電路相連；所述的非接觸式紅外溫度傳感器采用熱電堆 紅外溫度傳感器ZTP-148SR實現(xiàn)對體溫信號和環(huán)境溫度信號即溫差熱電堆微弱的電壓信 號和電熱調節(jié)器的熱敏電阻信號的非接觸檢測；溫差熱電堆放大電路包括放大器AD620， AD620的兩個輸入端-IN和+IN分別連接ZTP-148SR的2和4接口，AD620的+VS和-VS端 分別連接+5V和-5V的電源，AD620的VREF接地，AD620的兩個Rg端連接有一個可調電阻； 溫度補償及放大電路包括一個放大器LM324，ZTP-148SR的"1"端口連接到LM324的"IN2-" 端口，LM324的IN2+端口經(jīng)電阻R4輸出與AD轉換電路相連，同時ZTP-148SR的"1"端口經(jīng) 電阻R3接地，LM324的GND端接地，ZTP-148SR的"3"端口經(jīng)電阻R2連接到LM324的IN2+ 端口，LM324的IN2+端口經(jīng)電阻R2接+5V電源，同時LM324的VCC端口接5V電源，LM324 的02端口輸出與AD轉換電路相連；所述的多路AD轉換電路采用ADC0809CCN，溫度補償及 放大電路的輸出端連接到ADC0809CCN的INl端口，溫差熱電堆放大電路連接到ADC0809CCN 的INO端口，啟動信號ST、轉換結束信號E0C、輸出允許信號OE分別接單片機的PL 0、P1. 1、 PL 2, A/D輸出的數(shù)字信號通過P2 口輸入單片機進行處理；所述的主控電路采用AT89S52 單片機控制電路來實現(xiàn)的，包括電源電路、時鐘電路和復位電路三部分，電源電路用來向單 片機供電，通常將+5V直流電源加到單片機上；時鐘電路，供應到一個正弦波作為參考，用 于確定單片機執(zhí)行速度；復位電路用來確定單片機工作的起始狀況；顯示電路與單片機相 連，用于顯示輸出數(shù)據(jù)，顯示電路采用IXD12864芯片，IXD12864的數(shù)據(jù)指令選擇端RS、讀寫 控制端RW、使能端EN、串并行選擇端、復位端分別接單片機PL 5、P1. 6、P1. 7、P3. 0、P3. 2,實 現(xiàn)并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線接單片機AT89S52的PO 口，IXD12864的V。和Vqut之間接10ΚΩ的滑 動變阻器實現(xiàn)對屏幕對比度的調節(jié)。
[0005] 有益效果：
[0006] 本發(fā)明利用遠紅外技術使非接觸式體溫測量成為可能，紅外體溫計解決了傳統(tǒng)體 溫計必須接觸測量的問題，并以較短的響應時間、較高的測量精度和準確度可以滿足人們 的對新式測溫方式的需求。而且，它不易受到環(huán)境等因素的干擾，性能穩(wěn)定，讀數(shù)方便，可以 達到實時監(jiān)測的目的，適合老人、兒童及病人監(jiān)護使用，具有廣闊的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007] 圖1為本發(fā)明的硬件電路結構框圖；
[0008] 圖2為本發(fā)明的單片機最小系統(tǒng)電路；
[0009] 圖3為本發(fā)明的溫差熱電堆放大電路；
[0010] 圖4為本發(fā)明的溫度補償及放大電路；
[0011] 圖5為本發(fā)明的溫差熱電堆的輸出電壓-目標物溫度關系圖；
[0012] 圖6為本發(fā)明的多路A/D轉換電路；
[0013] 圖7為本發(fā)明的IXD12864顯示電路。
【具體實施方式】
[0014] 以下將結合具體實施例對本發(fā)明提供的技術方案進行詳細說明，應理解下述具體 實施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0015] 如圖1所示為一種非接觸式紅外體溫計的硬件電路結構框圖，包括非接觸式紅外 溫度傳感器、溫差熱電堆放大電路、溫度補償及放大電路、AD轉換電路、主控電路、顯示電路 以及報警電路，所述的非接觸式紅外溫度傳感器分別與溫差熱電堆放大電路以及溫度補償 及放大電路相連，溫差熱電堆放大電路以及溫度補償及放大電路相連分別連接到AD轉換 電路，所述的AD轉換電路為一個多路AD轉換電路，AD轉換電路與主控電路相連，主控電路 與顯示電路以及報警電路相連。
[0016] 所述的非接觸式紅外溫度傳感器采用熱電堆紅外溫度傳感器ZTP-148SR實現(xiàn)對 體溫信號和環(huán)境溫度信號即溫差熱電堆微弱的電壓信號和電熱調節(jié)器的熱敏電阻信號的 非接觸檢測。溫差熱電堆放大電路
[0017] ZTP-148SR紅外熱電堆溫度傳感器的內阻非常高（60?lllkQ)，輸出電壓非常小 (僅ImV左右），如此微小的電信號很容易受到外界因素的干擾，而且不易檢測和處理，所以 要進行必要的調理和放大以提高信噪比。
[0018] 由ZTP-148SR的基本特性可知，溫差熱電堆的輸出電壓與目標物體溫之間滿足： 0.09mV/°C (室溫為25°C)。該非接觸式紅外體溫計的精度可以達到0.3°C，即紅外溫度傳 感器的最小輸出電壓為〇. 〇27mV，若選用8位的ADC，參考電壓V,ef為5V，ADC的最小分辨電 壓為
[0019] Vmin = Vref/28 = 19. 53mV (I)
[0020] 那么該溫差熱電堆放大電路的增益需要達到19. 53/0. 027 = 723. 3,再考慮到該 紅外傳感器的電熱調節(jié)器輸出存在±3% (室溫為25°C)的誤差，該溫差熱電堆放大電路 的增益需要控制在700. 1?745. 0之間。
[0021] AD620是常用的低成本、高精度儀表放大器，具有高精度（最大非線性度40ppm)、 低失調電壓（最大50uV)和低失調漂移（最大0.6uV/°C)的特點，而且噪聲系數(shù)低、輸入偏 置電流低和功耗低。另外，外接的增益控制電阻可用來調節(jié)放大倍數(shù)，增益最大可達1000。
[0022] 根據(jù)設計的需要，結合AD620的基本特性，內部兩個增益電阻均為24. 7kQ，設G為 增益，那么G與外部增益控制電阻Rg (kQ)的關系為
[0023]
【權利要求】
1. 一種非接觸式紅外體溫計，其特征在于：包括非接觸式紅外溫度傳感器、溫差熱電 堆放大電路、溫度補償及放大電路、AD轉換電路、主控電路、顯示電路以及報警電路，所述的 非接觸式紅外溫度傳感器分別與溫差熱電堆放大電路以及溫度補償及放大電路相連，溫差 熱電堆放大電路以及溫度補償及放大電路相連分別連接到AD轉換電路，所述的AD轉換電 路為一個多路AD轉換電路，AD轉換電路與主控電路相連，主控電路與顯示電路以及報警電 路相連；所述的非接觸式紅外溫度傳感器采用熱電堆紅外溫度傳感器ZTP-148SR實現(xiàn)對體 溫信號和環(huán)境溫度信號即溫差熱電堆微弱的電壓信號和電熱調節(jié)器的熱敏電阻信號的非 接觸檢測；溫差熱電堆放大電路包括放大器AD620, AD620的兩個輸入端-IN和+IN分別連 接ZTP-148SR的2和4接口，AD620的+VS和-VS端分別連接+5V和-5V的電源，AD620的 VREF接地，AD620的兩個Rg端連接有一個可調電阻；溫度補償及放大電路包括一個放大器 LM324, ZTP-148SR 的 "1" 端口連接到 LM324 的 "IN2-" 端口，LM324 的 IN2+端口經(jīng)電阻 R4 輸出與AD轉換電路相連，同時ZTP-148SR的"1"端口經(jīng)電阻R3接地，LM324的GND端接地， ZTP-148SR的3端口經(jīng)電阻R2連接到LM324的IN2+端口，LM324的IN2+端口經(jīng)電阻R2接 +5V電源，同時LM324的VCC端口接5V電源，LM324的02端口輸出與AD轉換電路相連；所 述的多路AD轉換電路采用ADC0809CCN，溫度補償及放大電路的輸出端連接到ADC0809CCN 的IN1端口，溫差熱電堆放大電路連接到AD⑶809CCN的IN0端口，啟動信號ST、轉換結束 信號E0C、輸出允許信號0E分別接單片機的PL 0、P1. 1、P1. 2, A/D輸出的數(shù)字信號通過P2 口輸入單片機進行處理；所述的主控電路采用AT89S52單片機控制電路來實現(xiàn)的，包括電 源電路、時鐘電路和復位電路三部分，電源電路用來向單片機供電，通常將+5V直流電源加 到單片機上；時鐘電路，供應到一個正弦波作為參考，用于確定單片機執(zhí)行速度；復位電路 用來確定單片機工作的起始狀況；顯示電路與單片機相連，用于顯示輸出數(shù)據(jù)，顯示電路采 用LCD12864芯片，LCD12864的數(shù)據(jù)指令選擇端RS、讀寫控制端RW、使能端EN、串并行選擇 端、復位端分別接單片機P1. 5、P1. 6、P1. 7、P3. 0、P3. 2,實現(xiàn)并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線接單片機 AT89S52的P0 口，LCD12864的V0和Vout之間接10K Q的滑動變阻器實現(xiàn)對屏幕對比度的 調節(jié)。
【文檔編號】A61B5/01GK204133440SQ201420591357
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月13日 優(yōu)先權日:2014年10月13日
【發(fā)明者】張秀再, 何軍, 張秋葵, 宋楠楠 申請人:南京信息工程大學