Проектирование и разработка лобового термометра

2020-10-13 18:28:05 fandoukeji

Пистолет для измерения температуры лба (инфракрасный термометр) предназначен для измерения температуры лба человеческого тела и очень прост и удобен в использовании. Точное измерение температуры за 1 секунду, отсутствие лазерного пятна, предотвращение потенциального повреждения глаз, отсутствие необходимости прикасаться к коже человека, предотвращение перекрестного заражения, измерение температуры одним щелчком мыши и проверка на грипп. Он подходит для домашних пользователей, отелей, библиотек, крупных предприятий и учреждений, а также может использоваться в больницах, школах, таможнях, аэропортах и других местах, а также может использоваться медицинским персоналом в клиниках.


1. Использование лобного термометра.

(1) Измерение температуры человеческого тела: точное измерение температуры человеческого тела вместо традиционных ртутных термометров. Женщины, которые готовы иметь детей, могут использовать инфракрасные термометры (лобные термометры) для контроля базальной температуры тела, регистрации температуры тела во время овуляции и выбора правильного времени для зачатия, а также могут измерять температуру, чтобы судить о беременности и т. Д. Конечно, самое важное - наблюдать, есть ли какие-либо отклонения в температуре вашего тела в любое время, чтобы избежать гриппа и предотвратить свиной грипп.


(2) Измерение температуры кожи: измерение температуры поверхности кожи человека. Например, его можно использовать для повторной имплантации конечности.


(3) Измерение температуры объекта: измерение температуры поверхности объекта, например, его можно использовать для измерения температуры поверхности чашки.


(4) Измерение температуры жидкости: измерьте температуру жидкости, например температуру воды в ванне ребенка, измерьте температуру воды, когда ребенок купается, больше не беспокойтесь о холодной или горячей; он также может измерять температуру воды в бутылке с молоком, чтобы облегчить приготовление сухого детского молока .


(5) Можно измерить комнатную температуру.

深圳额温枪方案公司

2. Принцип работы лобового термометра.

Любой объект будет излучать инфракрасные лучи, когда он выше абсолютного нуля (-273 ℃), а налобный пистолет будет получать инфракрасные лучи через датчик для получения данных о температуре. Принцип термопистолета на лбу заключается в точном преобразовании выходного сигнала напряжения, выдаваемого пироэлектрическим датчиком, в значение температуры и его отображение.Ключевым компонентом является пироэлектрический датчик, который также называют инфракрасным датчиком человеческого тела. Хотя принцип измерения не сложен, готовый лобный термометр все же имеет пять основных технических трудностей.


(1) Амплитуда выходного сигнала датчика мала, а измеренное напряжение составляет всего 2 мкВ. (2) На амплитуду выходного сигнала датчика будет влиять температура окружающей среды, и требуется компенсация температуры окружающей среды. (3) Традиционная программа термометра лба закрыта для внешнего мира, и есть несколько инженеров с соответствующим опытом. (4) Хороший термопистолет для лба требует всесторонних знаний в области электроники, оптики и нагрева. (5) Для проектирования и производства требуются точные экспериментальные условия испытаний (среда с постоянной температурой) и оборудование (ванна с постоянной температурой).


2.1 Принцип инфракрасного измерения температуры


Когда объект находится выше абсолютного нуля, из-за движения заряженных частиц внутри он излучает энергию в виде электромагнитных волн разной длины.Длина волны включает в себя области ультрафиолетового, видимого и инфракрасного света, но в основном в ближнем инфракрасном диапазоне 0,76 ~ 3 мкм, 3 ~ 6 мкм. Средняя инфракрасная зона, дальняя инфракрасная зона 6 ~ 15 мкм. Размер энергии инфракрасного излучения объекта и его распределение по длине волны тесно связаны с температурой его поверхности. Следовательно, путем измерения инфракрасной энергии, излучаемой самим объектом, можно точно определить температуру его поверхности, что является целью, на которой основано измерение температуры инфракрасного излучения.


2.2 Рабочий процесс инфракрасного термометра


Инфракрасный термометр состоит из оптической системы, фотодетектора, усилителя сигнала, обработки сигнала, вывода на дисплей и других частей. Оптическая система собирает энергию инфракрасного излучения цели в ее поле зрения, а размер поля зрения определяется оптическими частями и положением термометра. Инфракрасное излучение, излучаемое измеряемым объектом, сначала попадает в оптическую систему термометра, а затем оптическая система конденсирует входящее инфракрасное излучение, чтобы сделать энергию более концентрированной; собранное инфракрасное излучение вводится в фотодетектор, ключевым компонентом детектора является инфракрасный датчик. Его задача - преобразовать оптический сигнал в электрический сигнал; выходной электрический сигнал фотодетектора преобразуется в значение температуры измеряемой цели после корректировки усилителем и схемой обработки сигнала в соответствии с внутренним алгоритмом прибора и коэффициентом излучения цели.


3. Как пользоваться налобным термометром

Поместите зонд для измерения температуры на переносицу, так чтобы средняя часть глаз была источником радиоактивного излучения, наиболее близким к нормальной температуре тела по отношению к температуре поверхности тела. Поместите лобный термометр на расстоянии 5-6 см от этого места, чтобы измерить температуру. Точность составляет ± 0,3. Он не рекомендуется для использования в медицине, но может использоваться для быстрого и бесконтактного исследования безопасности гриппа. Те, кто звонят в полицию, могут быть своевременно диагностированы больницей для профилактики и лечения.


Нормальная температура тела человека составляет в среднем 36 ~ 37 ℃. Если она превышает 37,1 ℃, это означает лихорадку, 37,3–38 ℃ означает низкую температуру, а 38,1-40 ℃ означает высокую температуру. Выше 40 ° C жизнь находится в опасности в любое время.

额温枪电路板设计

4. Какова нормальная температура тела на лобном градуснике?

Нормальное значение температуры лба - от 35,8 до 37,8 градусов по Цельсию. Пистолет для измерения температуры лба измеряет инфракрасную энергию, излучаемую лбом, с помощью встроенного датчика, а затем может точно определить температуру поверхности лба. Пистолеты для измерения температуры лба обладают такими преимуществами, как простота, скорость и отсутствие перекрестного заражения, поэтому они больше подходят для использования в местах с большим трафиком, таких как аэропорты, вокзалы и торговые центры.


Чтобы обеспечить точность результатов при измерении температуры тела, избегайте попадания волос и используйте спирт для удаления масла и грязи с кожи. Выберите середину лба и соблюдайте расстояние от 3 до 5 см. Рекомендуется измерить несколько раз и в результате выбрать самый высокий. Однако, поскольку на лбу открыта кожа, на него сильно влияет внешняя температура. Вы можете выбрать такие части, как запястье и шея, и результат будет более реалистичным и точным.


Пять, дизайн программы пушки температуры лба

Температура тела - это самый основной физиологический параметр человеческого тела. Он очень важен для повседневного ухода и выявления заболеваний. Многие заболевания можно предсказать по изменению температуры тела. Инфракрасное измерение температуры обеспечивает быстрый бесконтактный метод измерения температуры тела человека и решает проблему контакта при традиционном измерении температуры.Он обладает такими характеристиками, как быстрая скорость отклика, высокая точность измерения, широкий диапазон измерения и одновременное измерение целевой температуры и температуры окружающей среды. . Бесконтактные инфракрасные термометры эффективны для определенных групп людей, таких как дети или пожилые люди. Поэтому конструкция лобового термопистолета имеет важное практическое значение.


5.1 Общий план налобного градусника


В качестве центра управления всей системой оптимизированная плата разработки SPCE061A отвечает за управление началом измерения температуры, получение данных измерений, вычисление значений температуры и управление процессом воспроизведения и отображения в соответствии с полученными ключевыми значениями, и в то же время воспроизведение значения температуры через канал аудиовыхода; инфракрасный модуль измерения температуры отвечает за температуру Измеряйте, собирайте и передавайте собранные данные на MCU SPCE061A через порт данных; клавиатура в модуле светодиодной клавиатуры управляет отображением и воспроизведением температуры, а цифровая трубка отображает значение температуры. SPCE061A решает, выполнять ли измерение температуры в соответствии с вводом ключевого значения модулем светодиодной клавиатуры. Если необходимо выполнить измерение температуры, запустите инфракрасный модуль измерения температуры через IOA13 для измерения температуры, считайте часы инфракрасного модуля измерения температуры через IOA14 и определите отрицательный фронт часов. , Считайте данные измерений через IOA15. Блок-схема лобовой термопистолетной системы представлена на рисунке 1.

图 1 额温枪系统框图

5.2 Разработка программного обеспечения системы термостата лба


Блок-схема основной программы показана на рисунке 2, инициализируйте модуль инфракрасного измерения температуры, инициализируйте клавиатуру; войдите в основной цикл программы, вызовите программу сканирования клавиатуры для сканирования клавиатуры и определите, какую ветвь программы выполнить в соответствии со значением клавиши. При нажатии первой клавиши (K1) вызывается программа измерения температуры, чтобы определить, правильно ли измерена целевая температура, в противном случае измерение продолжается до тех пор, пока не будут измерены правильные данные; если да, будет воспроизведено и отображено значение целевой температуры. Затем вызовите программу измерения температуры для измерения, чтобы определить, правильно ли измерена температура окружающей среды, в противном случае продолжайте измерения, пока не будут измерены правильные данные; если это так, будет воспроизводиться и отображаться значение температуры окружающей среды. Если вторая кнопка (K2) нажата, вызовите программу измерения температуры, чтобы определить, правильно ли измерена целевая температура, в противном случае продолжайте измерения, пока не будут измерены правильные данные; если да, воспроизведите и отобразите значение температуры. Если нажата третья клавиша (K3), вызовите программу измерения температуры, чтобы определить, правильно ли измерена температура окружающей среды, в противном случае продолжайте измерения до тех пор, пока не будут измерены правильные данные; если да, воспроизведите и отобразите значение температуры; если клавиатура не нажата, тогда Вернитесь для повторного сканирования клавиатуры.

图 2 额温枪主程序流程图

5.3 Общее испытание системы распылителя температуры лба


Сначала убедитесь, что втулка короткого замыкания на S5 отключена, проверьте правильность соединений каждой части цепи и включите питание батарейного отсека после того, как убедитесь в правильности подключения. Направьте зонд инфракрасного модуля измерения температуры на цель измерения, и измерение контролируется с помощью K1 ~ K3 модуля светодиодной клавиатуры. K1 предназначен для измерения и передачи целевой температуры и температуры окружающей среды, K2 предназначен для измерения и передачи целевой температуры, а K3 для измерения и передачи. Температура окружающей среды. После тестирования точность измерения системы пистолета температуры лба может достигать двух цифр после десятичной точки, что соответствует требованиям к конструкции, и функция голосового вещания также может работать в обычном режиме. При измерении расстояния точность измерения на большом расстоянии будет снижена из-за определенного отклонения в ручном выравнивании цели измерения во время измерения, но степень уменьшения находится в допустимом диапазоне.


подводить итоги


Работа этой системы очень проста: хотя она называется «пистолет для измерения температуры лба», это не означает, что температуру можно измерить только со лба, она также может измерять температуру поверхности любого объекта с помощью инфракрасного излучения. Измерение температуры тела человека - яркая метафора. Система использует модернизированную плату разработки SPCE061A в качестве центра управления всей системой в сочетании с инфракрасным модулем измерения температуры, клавиатурой и модулем светодиодного дисплея для бесконтактного инфракрасного измерения температуры и голосового вещания, а точность измерения может достигать двух цифр после десятичной точки. Он соответствует требованиям дизайна и имеет определенную практическую ценность.