红外线测温枪硬件解析
sad404
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2020.02.29
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近期疫情之下,不论是居家还是公共场所都要检测体温。那正常的体温应该是多少摄氏度?

正常体温不是一个具体的温度点,而是一个温度范围。临床上所指的体温是指平均深部温度。一般以口腔、直肠和腋窝的体温为代表,其中直肠体温最接近深部体温。

正常值:

口腔舌下温度为36.3~37.2℃

直肠温度36.5~37.7℃比口腔温度高(0.2~0.5℃)

腋下温度36.0℃-37.0℃。

正常体温的标准是根据多数人的数值,并非为个体的绝对数值。

常用的测量体温的方法大致分为两种:体温计和红外线测温枪。

两种方法的优缺点对比如下

在公共场所测量体温,需要时间短,不接触。所以在公共场所检测体温时,会选用红外线测温枪。那么下面介绍下红外线测温枪的原理

一切温度高于零度(-273.15℃)的物体都在不停地向周围空间发射红外能量。其辐射特性、辐射能量的大小、波长分布等都与物体表面温度密切相关。反过来,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温的原理。

人体向外辐射的红外大小只是与人体含存与释放能量大小有关。因此,只要通过对人体自身辐射红外能量的测量就能准确地测定人体表面温度。人体红外温度传感器就是根据这一原理,设计制作而成的。

目前红外温度传感器根据能量转换所用材料不同,可分为以下几种类型:
(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。
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。

热电堆式温度传感器参数指标:
测量范围:-50℃-100℃;
测量精度:0.1℃以内,±0.1%以内;
工作温度:-20℃-+85℃;
最大测量距离:≦0-50mm(加透镜300-500mm)
输出电压:0-10mV;
热电堆温度传感器最大量程范围可以做到-60℃到+1200℃范围
红外热电堆传感器成品图主要封装形式有两种:TO46(TO18)/TO39(TO5);

下图是额温枪拆解后,内部的样子

红外传感器把人体发出的红外线转换为电信号,通过线连到PCB板上,经过信号的处理接到MCU,MCU接受信号就能计算出人体的温度,再把温度的信息传到液晶显示屏,并且给蜂鸣器一个信号。

红外线测温枪的硬件不是很复杂,其关键的器件就是红外传感器。红外传感器的工作温度和精度就是红外线测温枪的关键参数,决定了红外线测温枪使用的温度范围和精度。

体温枪热传感器医疗级别为±0.2度,工业级别的材料是±0.5度,用于人体测温的体温枪必须采用±0.2度的医疗级别传感芯片,体温枪制造商必须持有医疗生产许可证和计量证。

由于红外线温枪测的是体表温度,如果之前待在比较热的地方去测,体温可能会稍微高一些,就有可能误认为是发热。所以在单位门口测量温度之前,车上不要吹暖风,尽量不做激烈的运动。这样测出来的体温才是自身实际的体温。

但愿疫情早日过去,大家也都能恢复往日的生活。

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