红外线体温枪额温枪设计原理

额温枪主要针对测量人体额温基准而设计,使用也非常简单方便。测体温可以达到一秒即可准确测量。并且不需要接触人体,隔着空气即可一键测温。6108方案的红外体温枪核心芯片主要由ADC芯片和MCU控制芯片设计组成,可实现按键控制/触摸、LCD显示、电量检测和温度检测的功能。

目录

一、红外线体温枪外观结构

二、红外线体温枪硬件结构

三、红外线体温枪常用的传感器

四、红外线体温枪校准方式

正文

一、红外线体温枪外观结构

一个完整的额温枪产品是由外壳、内部电路板及电池三个部分组成,外壳属于结构工程师设计范畴,需要兼顾轻巧与耐用,下面重点讲述额温枪内部的构造。

从下面额温枪的结构图,可以看出电路器件有:LED显示屏,红外温度传感器,电池,按键,蜂鸣器等。

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二、红外线体温枪硬件结构

根据以上组成,我们可以画出额温枪的大致硬件结构框图。

1)红外温度传感器:用于采集人体/物体的温度,红外额温枪一般距离额头1~3cm处进行测量,采集到的数据经过信号放大电路进行放大,信号放大电路是可选项。

2)MCU微处理器:接受红外温度传感器的数据进行处理,对于模拟式的传感器,需要添加A/D转换电路,将模拟信号转换为数字信号,再给MCU处理;对于数字式的温度传感器,可以直接给MCU进行处理。

3)按键模块:用于模式切换,测量物体,测量额头,测量颈部等模式切换,按键可以自定义,可以做开机键,系统复位键等。

4)LCD显示屏:MCU控制,用于对温度数据的显示。

5)蜂鸣器:报警模块,MCU设置正常的温度区间,如35~37.3℃,超过上限或者低于下限,进行蜂鸣器报警,温度过低或过高均不正常。

6)晶振电路:用于MCU微处理的时钟,提供震荡源。

7)电池:电池是整个系统的主电源,因为额温枪的便携性,必定是电池供电,电池供电的产品,最重要的是低功耗,在不工作时,系统需要进入睡眠模式,以达到更低的耗电,延长电池寿命。

8)电源管理:红外温度传感器,显示屏,蜂鸣器等模块的供电电压不一定相同,电池需要转换为合适的电压值给各模块供电,当然,也可以用可充电电池,加入充电电路。

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三、红外线体温枪常用的传感器

1、红外温度传感器

目前市面上的红外温度传感器根据能量转换所用材料不同,主要有以下几种类型:

(1)热释电型:硫酸三甘肽、钽酸锂等

(2)热电堆型:N型和P型的多晶硅

(3)二极管型:单晶或多晶PN结

(4)热电容型:双材料薄膜

(5)热敏电阻型:氧化钒、非晶硅等 其实,这些类型都只是在接收红外能量后,转换方式和材料能效比不同而已。

2、漆包线温度传感器

目前市面上的体温计温度传感器主要是用到漆包线这种NTC温度传感,目前所生产的漆包线热敏电阻售价与19年基本持平。目前耳、额温枪采用的红外传感器均为热电堆式,基本物理原理是塞贝克效应。

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四、红外线体温枪常校准方式

1、环境温度:把传感器置于25.00 +/-0.02 度水槽中,等稳定后按下某个键确认,一般耗时30秒。

2、黑体温度:先把黑体炉调到37.00 +/-0.02度,再把传感器塞入到黑体炉里,等稳定后按下某个键确认。一般耗时20秒。

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