浅谈红外测温仪的设计文献综述

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红外测温仪的研究

红外测温仪的研究

称 为 第 二 出射 度 : :56;7 0 . . _ , 为 斯 蒂 芬一 玻 耳 兹曼 常 c ×1一 。 4 称 9 数; 表 示 波 长 ;T 表 示 热 力学 温 度 。 2系统 结构 当前 常 用 的红 外测 温 装 置 由信 号放 大 、带 通 滤 波 、相敏 检波 、环境 温 度 检测 、微 处理 A M等 结构 组成 。( 图 l R 如 所示 ) 2 1信号 放大 . 当光 信 号通 过 热释 电探测 器 之 后 ,就会 形 成 脉冲 信 号 ;该信 号 需要 经 过放 大 电路 ,把 脉冲 信 号强度 放大 ,之 后再 送给 后级 装置 处理 使用 。然 而经 过放 大 电路 ,也 是 引入噪 声 的一种 途径 , 因此选 择前 置放 大器 时 ,必须要 求 是 高 增 益 和低 噪 声 的 2 2 带通滤 波 . 信 号 经过 放 大之 后 , 同时对 宽 带 噪 声也 进行 了放 大 处理 ,因 此 常常 需 要加上 带通 滤波 器来 有效 抑制 宽带 噪声 。另 一方 面 ,带 通滤 波 的带 宽应该 事
其 中,A表 示光 学系 统 的光 线通 过 率 ; o表 示斯 蒂芬 一 玻耳 兹曼 常数 : S为热 释 电 响应 特性 及 物 体表 面 发射 率 有 关 的常 数 。 3软 件部 分 红外 线温 度检 测 系统 的软件 设计 主要 有如 下几 个主要 模 块 :初始 化模块 IO 口查 询模 块 、 A 转化 模块 、数 据处 理模 块 、数据 纠正 模块 ,显 示驱 / D 动 模块 、 中断 处理模 块 等 。另一方 面 ,为 了保证 测温 功能 的准 确 ,要从 理论 测 温模 型入 手 ,做 出相 应 的温度 补偿 算 法 ,避免 以往 用热 敏 电阻 的缺 点 。
引 富 温度 的 测量 方 法 有两 类 ,一 种 是利 用 电 气参 数 随温 度 变 化特 性 的 热 电 阻、热 电偶测 温法 以及 以膨 胀式 温度 计 为代表 的接 触 式测温 方法 ,另 一种 是 以热辐 射为代 表 的非接 触式 测温 方法 。由于接 触式 测温 法需 要与 被测 物体 进 行 热交 换 ,会 受到 周 围温度 变化 的影 响 ,因此 测温 的精度 与 可靠 性便 大大 降 低 。与 之相 反 ,非接触 式测 温法 在 响应 时间 、使用 的安 全性 等方 面就 有 了明 显 的 优 势 ,而 目前 应用 最 广 泛 的就 是 红 外 测温 技 术 。 1测 温 原理 凡是 温度 高于 绝对零 度 的物体 都 可 以产 生 红外辐 射 ,物体 所 发出 的红 外 辐射 能量 强度 与其温 度成 比例 。普 朗克黑体 辐射 定律 ,定 量 的确定 了不 同温 度 的黑体 在各 个波 长下 的 电磁辐 射 能 量的 大小 黑体 的 光 谱 辐射 出射 度 是 波 长 和 黑 体 温度 的 函数 ,即 : M C ̄ 5 p -

红外快速检测人体温度装置的设计 开题报告 文献综述(DOC)

红外快速检测人体温度装置的设计 开题报告 文献综述(DOC)
1954年Pyatt建议使用3个波长的比色温度计,以得到发射率与波长的关系。
到70年代末80年代初兴起了多光谱辐射测温技术的热潮。
1979年Cashdolla研制成功了3波长高温计,在1.8,1.9及1.0 三种波长下测量火焰及爆炸粉尘的温度,测量上限可至2000K,同时可换用滤光片方法形成4波长及6波长高温计。同年Svet等研制成4波长高温计用以测量物体表面真实温度,测温范围为:300~3000K。Lyzenga和Ahrens于同年推出了6波长的温度测量装置,采用硅光电二极管作和0.48~0.8 波长范围内的检测元件,用以测量冲击波后的物体的真实温度,测温范围为:4000~8000K,精度可至20%。
六十年代我国研制成功第一台红外测温仪。我国最早开发应用的是红外光电测温仪,它相当于一个自动光国的红外测温仪采用当今国际上通用的工作原理,由反射式、折射式或干涉式光学系统收集被测物发出的红外辐射,经滤光片选取一定波长范围的辐射,射入红外探测器,探测器输出的电信号经过放大,线性化处理后送入数字电压表显示被测物体的温度。并且陆续生产了小目标、远距离、适合工业生产特点的测温仪器,如西光IRT-1200D型、HCW-III型、HCW- V型;YHCW-9400型;WHD4015型(双瞄准,目标直径为40mm时,测距可达15m)、WFHX330型(光学瞄准,目标直径为50mm,测距可达30m)。
1981年,Gardner及Jones等研制成了6波长高温计,工作波长为0.75~1.65 ,测温范围为1000~1600K,精度为1%。
1982年欧共体Babelot及美国Hoch等人继续研究多波长高温计,并研制成6波长高温计,采用光导纤维束分光,硅光电二极管,用于材料热物性的快速动态测量,在 5000K时分辨率为5K,并拟向10000K方向继续发展。同年Cashdollar在3色高温计基础上推出了6波长高温计,用于测量粉尘爆炸过程中粉尘粒子及气体的温度,使用PbSe探测器,6个工作波长分别为:1.57,2.30,3.84,4.42,4.57,5 。

红外快速检测人体温度装置的设计 开题报告 文献综述(DOC)

红外快速检测人体温度装置的设计 开题报告 文献综述(DOC)
12.聂绍龙.大距离系数红外测温理论及应用研究.浙江大学.2003
13.邢向华.非制冷红外热成像测温技术与系统研究.南京理工大学.2004
14.李松林.非接触人体表面温度测量方法的研究.天津大学.2005
15.TN9红外模块说明书。
本科毕业论文(设计)开题报告书(学生用表)
学生姓名
王建业
学号
200909130101
附5:
本科毕业论文(设计)文献综述(学生用表)
学生姓名
学 号
题 目
红外快速检测人体温度装置的设计
文献综述
前言
随着科学的发展与社会的进步以及人民生活水平的提高,对非接触式红外测温仪的需求越来越大,特别是在 2003 年的非典期间,这种需求达到了高峰。非接触式红外测温仪不需要接触物体即可测得物体的温度,它的这个特点使得在一些比较危险的行业进行测温成为最好的选择。2003年的非典也使对非接触式红外测温仪的研制开发达到了顶峰。由于需求量的增大,使得人们希望能有测温性能稳定,测温距离较远而价格又很便宜的非接触式红外测温仪投入市场以满足社会的需求。
2.红外测温技术的发展状况
红外辐射测温技术的发展主要从两方面来看:一是红外辐射测温仪器的发展;二是红外辐射测温技术的发展。
2.1红外辐射测温仪器的分类及发展
利用红外辐射的原理进行温度测量的仪器是从简单到复杂逐渐发展而成的。早期的红外测温仪仅限于检测物体的某一点的温度,而后可以测量一条线的温度,而不能显示物体的形状和表面上的温度分布。直到了20世纪五六十年代,由于红外探测器的改进和快速灵敏的光子探测器的问世,才导致了实验性、原理性热成像系统的诞生。发展到目前的热成像系统,它己经是窄禁带半导体技术、精密光学、精密机械、微电子学、特殊红外工艺、新型红外光学材料与系统工程学的产物。

浅谈红外测温仪的设计文献综述课件资料

浅谈红外测温仪的设计文献综述课件资料

单位代码01学号*********分类号密级文献综述浅谈红外测温仪的设计院(系)名称信息工程学院专业名称电子信息工程学生姓名指导教师2013年 2 月28 日浅谈红外测温仪的设计摘要09年大规模爆发甲型H1N1流感,它的前期症状是高烧38℃以上(少数长期病患者除外),大部分人口集中地区均对进出人员进行测体温来排查感染者。

传统的温度计面对突如其来的流感对于测温技术的快速准确等要求明显比较乏力。

红外测温仪可为防止甲型H1N1流感的扩散和传播提供了快速、非接触测量手段,可广泛、有效地用于人群的体温排查,通过非接触红外测温仪就可以很快得到体温。

红外测温打破了传统的接触式测温模式,它根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度,不与被测物体接触,具有不扰动被测物体温度分布场,温度分辨率高、响应速度快、测温范围广,稳定性好、可同时测量环境温度和目标温度的特点[1]。

近年来在汽车电子、航空和军事上得到越来越广泛的应用。

这里列举几种实现红外测温的方案并比较其优缺点。

关键词:51单片机、红外测温、非接触1 红外测温系统1.1 红外测温系统概述一般来说,测温方式可分为接触式和非接触式,接触式测温只能测量被测物体与测温传感器达到热平衡后的温度,所以响应时间长,且极易受环境温度的影响;非接触红外测温仪采用红外技术可快速测得温度读数。

只需瞄准、按动触发器,在显示屏上读出温度数据。

红外测温仪重量轻、体积小、使用方便,并能可靠地测量热的,危险的或难以接触的物体,而不会污染或损坏被测物体。

红外测温仪每秒可测若干个读数,而接触测温仪每秒测量就需要若干分钟的时间。

红外测温作为一门新技术和新方法,它的出现是红外技术的发展结果。

红外技术是研究红外辐射的产生、传输、转换、探测并付诸应用的一门科学技术。

近20年来,红外测温技术在产品质量控制和监测!设备在线故障诊断安全保护以及节约能源等方面发挥了或正在发挥着重要作用,逐渐被广泛应用于电力,食品加工。

红外线测温技术在医疗领域中的应用及其前景展望

红外线测温技术在医疗领域中的应用及其前景展望

红外线测温技术在医疗领域中的应用及其前景展望摘要:红外线测温技术在医疗领域中被广泛应用,其非接触、快速、准确的特点使其在疫情防控、体温监测以及疾病诊断等方面发挥重要作用。

本文将对红外线测温技术在医疗领域中的应用进行文献综述和案例分析,探讨其前景展望。

一、引言随着科技的进步,红外线测温技术成为医疗领域中广泛应用的一种先进手段。

其通过测量物体表面的红外线辐射能量来得到物体的温度,具备非接触、快速、准确的优势。

本文旨在介绍红外线测温技术在医疗领域中的应用及其前景展望。

二、红外线测温技术在疫情防控中的应用1. 体温监测:红外线测温技术在疫情防控中发挥了重要的作用。

通过使用红外线测温仪器,可以快速测量人体体温,并实现无接触的测量方式,大大减少了传染风险。

同时,红外线测温仪器准确度高,即使在复杂环境中也能提供准确的测温结果。

2. 疫情监控:红外线测温技术还可以应用于公共场所的疫情监控。

例如,在机场、车站等公共交通场所,通过红外线测温技术,可以快速筛查出体温异常的人员,并及时采取相应的措施,防止疫情蔓延。

三、红外线测温技术在医疗诊断中的应用1. 临床体温监测:红外线测温技术可以用于临床体温监测,快速测量患者的体温,并在医生进行诊断时提供参考依据。

相比于传统的口腔温度计,红外线测温技术无需接触人体,减少了交叉感染的风险。

2. 皮肤病诊断:红外线测温技术可以帮助医生进行皮肤病的诊断。

通过测量人体皮肤表面的温度分布情况,可以快速准确地确定疾病的位置和范围,为治疗提供参考依据。

四、红外线测温技术在手术中的应用1. 手术过程监测:红外线测温技术可以在手术过程中用于监测患者的体温变化。

通过实时记录患者体表的温度变化情况,医生可以及时发现异常情况,并采取相应的措施,保障手术的安全进行。

2. 温度控制:在某些手术中,红外线测温技术可以用于控制手术区域的温度。

例如,在激光手术中,通过测量手术区域的温度,可以调整激光的功率和频率,提高手术的成功率和患者的安全性。

红外测温技术发展历史论文

红外测温技术发展历史论文

红外测温技术发展历史论文红外测温技术是一种利用物体辐射出的红外辐射来测量其温度的技术。

在红外测温技术出现之前,人们通常使用接触式温度计或者热电偶来测量物体的温度。

然而,这些方法在一定程度上存在着不便利性和测量不准确的问题。

因此,随着科学技术的发展,人们开始研究和发展红外测温技术。

红外测温技术的发展可以追溯到20世纪20年代初,当时物理学家发现了物体在辐射热量时会发出红外波长的辐射。

这一发现为后来的红外测温技术的发展奠定了基础。

随着红外技术的进一步研究,20世纪50年代,科学家们开始利用红外辐射来测量物体的温度。

他们设计出了第一台红外测温仪,并成功地实现了对物体温度的测量。

这标志着红外测温技术正式进入实用化阶段。

随着科学技术的不断进步,红外测温技术也得到了迅速发展。

在20世纪70年代,红外测温技术开始应用于工业生产领域,成为工业温度测量的重要手段。

随后,红外测温技术还被应用于医疗诊断、电力设备维护等领域,为人们的生产生活带来了诸多便利。

今天,随着红外技术的不断创新和发展,红外测温技术已经变得更加精确和高效。

非接触式测温、红外热像技术等新技术不断涌现,为红外测温技术的应用领域拓展提供了更多可能。

同时,随着成本的不断降低,红外测温技术也逐渐被广泛应用于各个领域,成为人们生产生活中不可或缺的重要工具。

可以预见,随着科学技术的不断进步,红外测温技术将会继续发展壮大,为人们的生产生活带来新的变革和便利。

红外测温技术的发展历程是科技创新不断探索的历史脉络,也是人类不断追求进步和改善生活条件的体现。

红外测温技术的发展历程可以看作是人类对热量和温度测量需求的回应,同时也是红外技术在不同领域应用的一个缩影。

随着工业自动化水平的提高和对温度测量精度要求的增加,红外测温技术在工业控制、无损检测、安防监控等领域得到了广泛的应用。

其非接触式的特点使得它在测量高温、难以接触的物体温度时具有独特的优势,同时也解决了传统测温方法的不便之处,受到了广泛的关注和青睐。

红外电子温度计的的设计

红外电子温度计的的设计

红外电子温度计的的设计摘要本论文介绍了一种基于红外技术的电子温度计的设计。

该电子温度计由一个红外传感器、信号放大器、微控制器等部件组成。

通过对红外传感器检测到的热辐射进行信号放大并对其进行数据处理,电子温度计可以快速准确地测量物体的表面温度。

实验结果表明,该电子温度计具有高精度、快速测量、可靠性高等优点,可以满足工业生产、医疗、环境监测等多个领域的需求。

关键词:红外技术,电子温度计,红外传感器,数据处理,应用领域AbstractThis paper introduces a design of an electronic thermometer based on infrared technology. The electronic thermometer consists of an infrared sensor, a signal amplifier, a microcontroller, and other components. By amplifying the thermal radiation detected by the infrared sensor and processing the data, the electronic thermometer can quickly and accurately measure the surface temperature of an object. The experimental results show that the electronic thermometer has advantages of high accuracy, fast measurement, and high reliability, and can meet the needs of industrial production, medical, environmental monitoring, and other fields.Keywords: infrared technology, electronic thermometer, infrared sensor, data processing, application field一、引言随着科技的进步和人们对生产、医疗、环境监测等方面越来越高的要求,对温度测量的精度和效率也越来越高。

一种新型红外测温仪的研究与设计

一种新型红外测温仪的研究与设计

一种新型红外测温仪的研究与设计【摘要】研制了一种利用实时定标方法的新型红外测温仪。

红外辐射测温的基本条件是待测物辐射率已知,经修正后方可得出正确的测量值。

但一般情况下,待测物的辐射率是未知的,故使红外辐射测温的精确度难以提高。

本文给出的新型红外测温仪,可适用于不同环境下各种物质的温度测量,与传统红外测温仪相比,测量精确度有大幅度提高。

【关键词】红外测温;辐射率修正;实时定标1.研究背景概述在日新月异的科技进步和社会发展中,人们对生产生活中的各种温度测量提出了更高的要求,因此,测温技术的相关创新得到普遍的重视。

在工业生产中,红外测温因其能够针对远距离目标进行非接触式测温而备受关注。

同时,红外测温又容易受到具体环境条件和被测物体自身性质的影响,其解决方法主要有偏振光法、发射率修正法等[1],但这些方法均存在着各种局限性。

本研究提出的无辐射率修正的红外测温方法创新性地采用了现场直接定标,有效避免了在不同环境、不同物体等多种不定条件下对测温准确度的影响,在很大程度上提高了测温水平。

2.红外测温基本原理及结构特点2.1红外测温仪基本原理经典辐射定律均是以“黑体”作为研究对象分析得出的,但实物一般都不是“黑体”,被测物自身的红外辐射能量及波长与其表面温度联系很大[2]。

因此红外测温的基本原理就是通过红外探测器接收红外辐射并进行光电信号处理等,计算并显示被测物的表面温度。

但实物辐射除了波长、温度影响外,还与材料、环境等因素有关。

因此引入实物辐射和黑体辐射的比例系数(发射率),其值在0~1之间[4]。

红外测温仪测量温度时先测量实物红外辐射再计算得到实际表面温度。

2.2红外测温仪结构特点3.新型无辐射率测温技术原理4.利用实时定标的方法进行低温与高温两组实验4.1实验设计为了验证新型红外测温仪测得的温度比传统方式更接近实际温度,设计了两组对比实验,分别为测量水面温度的低温实验和测量火焰温度的高温实验。

为了使测量精度更高,误差的对比效果更明显,温度均以华氏度为单位。

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单位代码01学号*********分类号密级文献综述浅谈红外测温仪的设计院(系)名称信息工程学院专业名称电子信息工程学生姓名指导教师2013年 2 月28 日浅谈红外测温仪的设计摘要09年大规模爆发甲型H1N1流感,它的前期症状是高烧38℃以上(少数长期病患者除外),大部分人口集中地区均对进出人员进行测体温来排查感染者。

传统的温度计面对突如其来的流感对于测温技术的快速准确等要求明显比较乏力。

红外测温仪可为防止甲型H1N1流感的扩散和传播提供了快速、非接触测量手段,可广泛、有效地用于人群的体温排查,通过非接触红外测温仪就可以很快得到体温。

红外测温打破了传统的接触式测温模式,它根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度,不与被测物体接触,具有不扰动被测物体温度分布场,温度分辨率高、响应速度快、测温范围广,稳定性好、可同时测量环境温度和目标温度的特点[1]。

近年来在汽车电子、航空和军事上得到越来越广泛的应用。

这里列举几种实现红外测温的方案并比较其优缺点。

关键词:51单片机、红外测温、非接触1 红外测温系统1.1 红外测温系统概述一般来说,测温方式可分为接触式和非接触式,接触式测温只能测量被测物体与测温传感器达到热平衡后的温度,所以响应时间长,且极易受环境温度的影响;非接触红外测温仪采用红外技术可快速测得温度读数。

只需瞄准、按动触发器,在显示屏上读出温度数据。

红外测温仪重量轻、体积小、使用方便,并能可靠地测量热的,危险的或难以接触的物体,而不会污染或损坏被测物体。

红外测温仪每秒可测若干个读数,而接触测温仪每秒测量就需要若干分钟的时间。

红外测温作为一门新技术和新方法,它的出现是红外技术的发展结果。

红外技术是研究红外辐射的产生、传输、转换、探测并付诸应用的一门科学技术。

近20年来,红外测温技术在产品质量控制和监测!设备在线故障诊断安全保护以及节约能源等方面发挥了或正在发挥着重要作用,逐渐被广泛应用于电力,食品加工。

冶金、石化、医疗、科研等多种行业中[2]。

由于红外热像仪价格昂贵,这大大限制了它的推广应用,而点式红外测温仪价格相比较来说还是较低的,就测温精度来说,点式红外测温仪和红外热像仪相比精度相当,并且很多应用场合精度要求不是很高,可以采取一定措施弥补其缺点,而又不太大的增加其成本。

1.2红外测温原理一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。

物体的红外辐射特性:辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着密切的关系,因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,使能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。

发射率是表征物体辐射红外线的能力,它是相同温度和波长下的实际物体与黑体的单色辐射出度之比,所以亦称比辐射率,它是表征物体辐射本领的重要热物性参数,发射率越大,物体表面的辐射率越强。

大部分有机物或金属氧化物表面的发射率都在0.85-0.98之间,光洁的金属表面或抛光的物体发射率很低,所以,材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度都是影响发射率的主要因素[3]。

1.3 红外测温仪的分类红外测温仪包括便携式、在线式和扫描式三大系列。

红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪。

1.4 红外测温的应用红外测温,由于是非接触式,而且可测得温度的低温为负的温度,高温可达3000℃,因此,在工业部门的钢铁、水泥、化工、石油、轻工食品加工、空调制冷、汽车检测、沥青路面、玻璃制造、设备诊断、造纸、消防等等部门都可以广泛应用。

由于红外测温是测量物体的表面温度,故测量结果与被测目标的表面状况有关系,因此,在应用技术上要注意以下问题:1)正确设定辐射系数前面介绍的普朗克定律是对黑体而言的,黑体的发射系数1,而自然界中存在的物体,几乎都不是黑体,它们的辐射系数都小于1.如何正确选择被测物体的发射率呢?一般有几种方法:a)参考厂家说明书中给出的不同材料的发射率来选定。

b)在低于260℃的物体,可在被测物体上一块标准发射率的纸,在温度达到平衡时,用测温仪分别测量覆盖和紧邻的未覆盖部分的温度,便可求出被测物体的发射率。

c)用热电偶或其他方法先测出物体的真实温度,用此温度来校准红外测温仪。

即细节测温仪的发射率值,使指示的温度与真实温度一致,此时的发射率就是被测物体的发射率。

2) 正确选择距离系数用D表示测温仪到目标的距离,S表示目标的直径,距离系数为D:S.此系数越大,表示光学分辨率越高。

当D:S=12:1时,距离为900mm时,目标直径必须大于86mm,这样才不会引起测量误差,目标直径必须充满现场,而且最好有115倍的余量[4]。

2 红外测温仪的实现方案方案一运用嵌入式控制系统作为核心处理模块,这种方法由于运作成本较高,而且嵌入式系统程序控制较为复杂,所以这种方法不常被人们所采用。

方案二选用透射式光学系统汇聚辐射红外线,核心处理通过8031,用8位常见型AD0809进行模数转换,由于8031内部没有程序存储器,需要扩展,使系统变得复杂且增加了成本,而8位的AD0809无法满足系统要求,所以放弃该方案。

方案三选用多视场菲涅尔透镜将红外线能量集聚起来,以扩大其探测距离;采用LN074B型的二元红外探测头进行光电转换,提高干扰能力。

采用内部带有程序存储器的8051作为核心处理模块,A/D转换器则用12位11通道的TLC2543来实现,可增加系统的精度。

综上所述,比较红外测温仪的三种实现方案,方案三较其他两种方案有着成本较低,控制单元简单,精度较高等多种优点[5]。

3 红外测温仪整体系统构架红外热释电效应测温仪的整体系统构架功能模块框图如图3.1所示。

图3.1 整体系统功能模块框图3.1红外光学系统红外测温仪光学系统的作用是重新改善光束的分布,更有效地利用光能。

红外光学系统的使用可大大提高灵敏面上的照度,从而提高仪器的信噪比,增大系统的探测能力。

常用的红外光学系统有三种结构形式,即透射式光学系统(辐射束通过其中的折射介质);反射式光学系统(辐射束受到其中一个或几个反射镜的反射);组合式光学系统(由透射式和反射式系统组合而成)[6]。

其中,反射式的灵敏度最低,探测距离一般为2-10m;组合式居中,兼有反射式和透射式的优、缺点,反射式系统的红外传感器要置于镜前,体积大,不好密封,在防尘、防水、抗击、隐蔽性等方面较差,尤其在防盗报警方面不宜采用。

而透射式系统的体积小,密闭容易,稳定性好,其价格相对较低,因此目前国外多采用透射式系统[7]。

由于单透镜系统结构简单,加工方便,在成像质量要求不高、通光口径较小的场合使用,正好满足红外测温仪的要求。

图3.2单透镜光学系统示意图菲涅尔透镜是一种塑料注成的薄透镜,片上刻有精细的镜面和排列有序的纹理,它是根据对灵敏度和接收角度的要求来设计和制作的,技术精度要求相当高。

一片好的透镜必须表面光洁、纹理清晰,厚度在0.65mm左右,对红外光的透过率要高于65%[8]。

3.2红外探测器红外探测器是红外测温仪的重要组成部分,它的主要功能是测定红外辐射的大小并将其转变为其他形式的能量(多数情况是转变为电能)以便应用。

一个完整的红外探测器包括红外敏感元件、红外辐射入射窗口、外壳、电极引出线以及按需要而加的光阑、冷屏、场镜、光锥、浸没透镜和滤光片等,在低温工作的探测器还包括杜瓦瓶,有的还包括前置放大器。

按探测器的工作机理区分,可将红外探测器分为光子探测器和热探测器两大类[9]。

3.3红外信号的调试调制实质上是指对所需处理的信号或被传输的信息做某种形式上的变换,使之便于处理或传输。

对于红外系统,当被测物体温度一定时,由目标所发射的辐射通量总是恒定的,位于一定距离处的红外系统所接收到的辐射通量也是恒定的。

为了探测目标,需要对目标辐射能进行调制,即把红外系统接收到的恒定辐射能转换成随时间变化的断续的辐射能,以便热释电红外探测器接收以及后续电路的处理[10]。

3.4信号的放大和滤波热释电探测器接收到红外辐射能量后,转变为交变脉冲电信号。

这种电信号是十分微弱的,通常只有几毫伏至几十毫伏。

对这种微弱的电信号,既无法直接显示,又很难做进一步的分析处理。

因此,要将信号进行数字化的处理,则须把信号放大到数伏量级才能被一般的模数转换器所接受[11]。

另外,由于信号中不可避免地包含有各种噪声,所以必须要对探测器检测到的信号进行滤波,以使有用频率信号通过而同时抑制(或大为衰减)无用频率信号。

以往这种滤波器主要采用无源元件R、L和C组成,六十年代以来,集成运算放大电路获得了迅速发展,由它和R、C组成的有源滤波器,具有不用电感、体积小、重量轻等优点[12]。

此外,由于集成运算放大电路的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出阻抗又低,构成有源滤波器后还具有一定的电压放大和缓冲作用。

3.5电源电路的设计单片机等器件的工作离不开直流电源,实现方案所用的电源大部分均为5V,因此系统中很有必要设计一款简单实用的直流稳压电源作为供电电源。

因为采用数字集成电路,速度快、效率高,所以整机的功耗都不大。

总结通过对红外测温仪背景及设计方案等相关内容的查找,我学习到各种方案之间的不同以及认识到它们各自的优缺点,使我对红外测温仪装置有了自已的设计思路。

在查找资料过程中,我反复研究了多种设计方案,发现了其中的特点,同时对设计中常用芯片有了深入认识,使我在学到更多东西的同时也必将为我接下来的毕业设计打下坚实的基础。

参考文献[1]张洪刚等.模拟电路与数字电路[M].北京: 清华大学出版社,2009.1:25-31.[2]王质朴等. MCS-51单片机原理、接口及应用[M].北京: 北京理工大学大学出版社,2009.11:150.[3]杨素行等.模拟电子技术基础简明教程[M].北京: 高等教育出版社,2001:111.[4]沙占友等.单片机外围电路设计[M].北京: 电子工业出版社,2006.6 :225-230.[5]唐杰.51单片机编程基础与开发实例详解[M].北京: 人民邮电出版社,2008.11.[6] 夏继强.单片机实验与实践教程[M].北京: 北京航空航天大学出版社,2001.2.[7] 陈永甫.红外探测与控制电路[M].北京:人民邮电出版社,2004:37-42.[8] 阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2006.[9]柳刚等. 非接触式红外测温仪的研制[J].光电子技术与信息, 2005.05.[10]李云红等. 红外热像测温技术及其应用研究[J].现代电子技术, 2009.01.[11] F.Cascetta. An Evaluation of The Performance of an Infrared Tympanic Ther- mometer.[J], Measurement,1995,16:239-24.[12] N.P.Artley, E.G Maksimov, E.Grown. Pyroelectric Infrared Sensors Array for Human Body Detection[J]. Integrated Ferroelectrics ,1995,6(2):241-251.。

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