一種非接觸式紅外體溫計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種非接觸式紅外體溫計(jì)，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(bǔ)償及放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、主控電路、顯示電路以及報(bào)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(bǔ)償及放大電路相連，溫差熱電堆放大電路以及溫度補(bǔ)償及放大電路相連分別連接到AD轉(zhuǎn)換電路，AD轉(zhuǎn)換電路與主控電路相連，主控電路與顯示電路以及報(bào)警電路相連。本實(shí)用新型紅外體溫計(jì)解決了傳統(tǒng)體溫計(jì)必須接觸測(cè)量的問題，并以較短的響應(yīng)時(shí)間、較高的測(cè)量精度和準(zhǔn)確度可以滿足人們的對(duì)新式測(cè)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(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的，適合老人、兒童及病人監(jiān)護(hù)使用。
【專利說明】一種非接觸式紅外體溫計(jì)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種非接觸式紅外體溫計(jì)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的全面發(fā)展，健康成了人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。作為恒溫動(dòng)物的人 類，體溫?zé)o疑是衡量人體健康狀況的重要指標(biāo)，通過對(duì)體溫這個(gè)基本生理參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)，可以使我們很直觀地把握機(jī)體的生命活動(dòng)是否正常，因此，溫度計(jì)成了日常家庭必備和 臨床醫(yī)學(xué)的基本醫(yī)用器具。水銀溫度計(jì)以低廉的價(jià)格、相對(duì)穩(wěn)定的性能和較為準(zhǔn)確的測(cè)量 結(jié)果成為目前應(yīng)用最為廣泛的體溫測(cè)量工具，但是，它的弊端也日漸引起人們的注意，水銀 溫度計(jì)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(huì)造成環(huán)境污 染。科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步促進(jìn)醫(yī)療衛(wèi)生條件的不斷完善，傳統(tǒng)的體溫測(cè)量技術(shù)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(cè)量方式，遠(yuǎn)紅外技術(shù)的發(fā)展使非接 觸式體溫測(cè)量成為可能，紅外體溫計(jì)解決了傳統(tǒng)體溫計(jì)測(cè)量時(shí)必須接觸的問題，它以較短 的響應(yīng)時(shí)間、較高的測(cè)量精度和準(zhǔn)確度滿足了人們的對(duì)現(xiàn)代體溫測(cè)溫的要求。


【發(fā)明內(nèi)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(jì)。
[0004] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種非接觸式紅外體溫計(jì)，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(bǔ)償及放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、主控電 路、顯示電路以及報(bào)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(bǔ)償及放大電路相連，溫差熱電堆放大電路以及溫度補(bǔ)償及放大電路相連分別連 接到AD轉(zhuǎn)換電路，所述的AD轉(zhuǎn)換電路為一個(gè)多路AD轉(zhuǎn)換電路，AD轉(zhuǎn)換電路與主控電路相 連，主控電路與顯示電路以及報(bào)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(shí)現(xiàn)對(duì)體溫信號(hào)和環(huán)境溫度信號(hào)即溫差熱電堆微弱的電壓信 號(hào)和電熱調(diào)節(jié)器的熱敏電阻信號(hào)的非接觸檢測(cè)；溫差熱電堆放大電路包括放大器AD620， AD620的兩個(gè)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(gè)Rg端連接有一個(gè)可調(diào)電阻； 溫度補(bǔ)償及放大電路包括一個(gè)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(zhuǎn)換電路相連，同時(shí)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(shí)LM324的VCC端口接5V電源，LM324 的02端口輸出與AD轉(zhuǎn)換電路相連；所述的多路AD轉(zhuǎn)換電路采用ADC0809CCN，溫度補(bǔ)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(dòng)信號(hào)ST、轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)E0C、輸出允許信號(hào)OE分別接單片機(jī)的PL 0、P1. 1、 PL 2, A/D輸出的數(shù)字信號(hào)通過P2 口輸入單片機(jī)進(jìn)行處理；所述的主控電路采用AT89S52 單片機(jī)控制電路來實(shí)現(xiàn)的，包括電源電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路三部分，電源電路用來向單 片機(jī)供電，通常將+5V直流電源加到單片機(jī)上；時(shí)鐘電路，供應(yīng)到一個(gè)正弦波作為參考，用 于確定單片機(jī)執(zhí)行速度；復(fù)位電路用來確定單片機(jī)工作的起始狀況；顯示電路與單片機(jī)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(fù)位端分別接單片機(jī)PL 5、P1. 6、P1. 7、P3. 0、P3. 2,實(shí) 現(xiàn)并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線接單片機(jī)AT89S52的PO 口，IXD12864的V。和Vqut之間接10ΚΩ的滑 動(dòng)變阻器實(shí)現(xiàn)對(duì)屏幕對(duì)比度的調(diào)節(jié)。
[0005] 有益效果：
[0006] 本發(fā)明利用遠(yuǎn)紅外技術(shù)使非接觸式體溫測(cè)量成為可能，紅外體溫計(jì)解決了傳統(tǒng)體 溫計(jì)必須接觸測(cè)量的問題，并以較短的響應(yīng)時(shí)間、較高的測(cè)量精度和準(zhǔn)確度可以滿足人們 的對(duì)新式測(cè)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(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的，適合老人、兒童及病人監(jiān)護(hù)使用，具有廣闊的應(yīng)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(jié)構(gòu)框圖；
[0008] 圖2為本發(fā)明的單片機(jī)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(bǔ)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(biāo)物溫度關(guān)系圖；
[0012] 圖6為本發(fā)明的多路A/D轉(zhuǎn)換電路；
[0013] 圖7為本發(fā)明的IXD12864顯示電路。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)理解下述具體 實(shí)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(jì)的硬件電路結(jié)構(gòu)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(bǔ)償及放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、主控電路、顯示電路 以及報(bào)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(bǔ)償 及放大電路相連，溫差熱電堆放大電路以及溫度補(bǔ)償及放大電路相連分別連接到AD轉(zhuǎn)換 電路，所述的AD轉(zhuǎn)換電路為一個(gè)多路AD轉(zhuǎn)換電路，AD轉(zhuǎn)換電路與主控電路相連，主控電路 與顯示電路以及報(bào)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(shí)現(xiàn)對(duì) 體溫信號(hào)和環(huán)境溫度信號(hào)即溫差熱電堆微弱的電壓信號(hào)和電熱調(diào)節(jié)器的熱敏電阻信號(hào)的 非接觸檢測(cè)。溫差熱電堆放大電路
[0017] ZTP-148SR紅外熱電堆溫度傳感器的內(nèi)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(hào)很容易受到外界因素的干擾，而且不易檢測(cè)和處理，所以 要進(jìn)行必要的調(diào)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(biāo)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(jì)的精度可以達(dá)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(dá)到19. 53/0. 027 = 723. 3,再考慮到該 紅外傳感器的電熱調(diào)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(diào)電壓（最大50uV)和低失調(diào)漂移（最大0.6uV/°C)的特點(diǎn)，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(diào)節(jié)放大倍數(shù)，增益最大可達(dá)1000。
[0022] 根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，結(jié)合AD620的基本特性，內(nèi)部兩個(gè)增益電阻均為24. 7kQ，設(shè)G為 增益，那么G與外部增益控制電阻Rg (kQ)的關(guān)系為
[0023]

【權(quán)利要求】
1. 一種非接觸式紅外體溫計(jì)，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(bǔ)償及放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、主控電路、顯示電路以及報(bào)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(bǔ)償及放大電路相連，溫差 熱電堆放大電路以及溫度補(bǔ)償及放大電路相連分別連接到AD轉(zhuǎn)換電路，所述的AD轉(zhuǎn)換電 路為一個(gè)多路AD轉(zhuǎn)換電路，AD轉(zhuǎn)換電路與主控電路相連，主控電路與顯示電路以及報(bào)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(shí)現(xiàn)對(duì)體 溫信號(hào)和環(huán)境溫度信號(hào)即溫差熱電堆微弱的電壓信號(hào)和電熱調(diào)節(jié)器的熱敏電阻信號(hào)的非 接觸檢測(cè)；溫差熱電堆放大電路包括放大器AD620, AD620的兩個(gè)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(gè)Rg端連接有一個(gè)可調(diào)電阻；溫度補(bǔ)償及放大電路包括一個(gè)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(zhuǎn)換電路相連，同時(shí)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(shí)LM324的VCC端口接5V電源，LM324的02端口輸出與AD轉(zhuǎn)換電路相連；所 述的多路AD轉(zhuǎn)換電路采用ADC0809CCN，溫度補(bǔ)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(dòng)信號(hào)ST、轉(zhuǎn)換結(jié)束 信號(hào)E0C、輸出允許信號(hào)0E分別接單片機(jī)的PL 0、P1. 1、P1. 2, A/D輸出的數(shù)字信號(hào)通過P2 口輸入單片機(jī)進(jìn)行處理；所述的主控電路采用AT89S52單片機(jī)控制電路來實(shí)現(xiàn)的，包括電 源電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路三部分，電源電路用來向單片機(jī)供電，通常將+5V直流電源加 到單片機(jī)上；時(shí)鐘電路，供應(yīng)到一個(gè)正弦波作為參考，用于確定單片機(jī)執(zhí)行速度；復(fù)位電路 用來確定單片機(jī)工作的起始狀況；顯示電路與單片機(jī)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(fù)位端分別接單片機(jī)P1. 5、P1. 6、P1. 7、P3. 0、P3. 2,實(shí)現(xiàn)并行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線接單片機(jī) AT89S52的P0 口，LCD12864的V0和Vout之間接10K Q的滑動(dòng)變阻器實(shí)現(xiàn)對(duì)屏幕對(duì)比度的 調(diào)節(jié)。
【文檔編號(hào)】A61B5/01GK204133440SQ201420591357
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】張秀再, 何軍, 張秋葵, 宋楠楠 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)