kaiyun網(wǎng)頁(yè)登錄入口 開云在線自然界一切溫度高于絕對(duì)零度的物體，都在不停地向外發(fā)出紅外線。物體發(fā)出的紅外線能量大小及其波長(zhǎng)分布同它的表面溫度有密切關(guān)系，紅外測(cè)溫設(shè)備借助光學(xué)系統(tǒng)的濾光作用，使目標(biāo)物體表面的紅外輻射進(jìn)入儀器的只能是預(yù)定工作波段。超過工作波段的其它輻射波長(zhǎng)都被限制進(jìn)入。紅外測(cè)溫終端利用物體表面溫度與發(fā)射的紅外輻射量有一定的函數(shù)關(guān)系，通過接收被測(cè)目標(biāo)表面的紅外輻射能量來進(jìn)行溫度測(cè)量。紅外溫度監(jiān)測(cè)儀的測(cè)溫原理如圖１所示。

　　本設(shè)計(jì)為紅外非接觸測(cè)溫監(jiān)測(cè)儀。紅外輻射測(cè)溫法具有快速、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，利用人體的紅外輻射能量，選擇合理的非接觸體溫測(cè)量方式，可以替代傳統(tǒng)的人體溫度測(cè)量方法。不僅可以確診疾病的發(fā)生，還可以對(duì)某些重大疾病或隱藏于身體內(nèi)部的健康隱患起著積極的預(yù)防與警示作用。2003年初，當(dāng)非典型性肺炎在我國(guó)蔓延的時(shí)候，紅外非接觸體溫測(cè)量?jī)x成為主要的體溫監(jiān)測(cè)設(shè)備，在機(jī)場(chǎng)、碼頭、車站等人口流動(dòng)的公共場(chǎng)所起到了積極的疾病防御作用。

　　紅外測(cè)溫儀是利用紅外傳感器對(duì)被測(cè)目標(biāo)時(shí)的熱輻射進(jìn)行采集，通過轉(zhuǎn)換電路將紅外傳感器采集到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再將電信號(hào)通過放大電路，A/D轉(zhuǎn)換等單元電路處理后送到單片機(jī)中，最后單片機(jī)將帶有數(shù)據(jù)信息的電信號(hào)進(jìn)行分析處理，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成與之相對(duì)應(yīng)大小的溫度值顯示輸出。

　　紅外測(cè)溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測(cè)器、信號(hào)放大器及信號(hào)處理、顯示輸出等部分組成。光學(xué)系統(tǒng)匯集其視場(chǎng)內(nèi)的目標(biāo)紅外輻射能量，視場(chǎng)的大小由測(cè)溫儀的光學(xué)零件以及位置決定。紅外能量聚焦在光電探測(cè)儀上并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過放大器和信號(hào)處理電路按照儀器內(nèi)部的算法和目標(biāo)發(fā)射率校正后轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y(cè)目標(biāo)的溫度值。除此之外，還應(yīng)考慮目標(biāo)和測(cè)溫儀所在的環(huán)境條件，如溫度、氣氛、污染和干擾等因素對(duì)性能指標(biāo)的影響及修正方法。

　　輻射測(cè)溫法又稱為非接觸測(cè)溫法，現(xiàn)有的紅外測(cè)溫法、光譜測(cè)溫法、全輻射測(cè)溫法等都屬于這個(gè)范疇，它們都是以物體的熱輻射測(cè)量為基礎(chǔ)，直接應(yīng)用了基本的輻射定律。上世紀(jì)60年代之前，輻射測(cè)溫還主要用于高溫測(cè)量(800℃以上)，但隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，它已逐步擴(kuò)展到中溫、常溫甚至低溫范圍。本文將簡(jiǎn)要介紹非接觸紅外輻射測(cè)溫的基本原理、黑體輻射定律及人體輻射特性。對(duì)黑體輻射定律及其意義的徹底了解，乃是進(jìn)行輻射測(cè)溫的基礎(chǔ)；對(duì)人體輻射特性的研究奠定了利用非接觸紅外輻射測(cè)溫法進(jìn)行體表溫度測(cè)量的理論基礎(chǔ)。

　　由于傳感器采樣的電壓信號(hào)很微弱，加之在采樣過程中可能會(huì)有噪聲干擾，輸出信號(hào)中會(huì)包含一些低頻交流信號(hào)，所以，在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之前，需對(duì)其進(jìn)行濾波、放大。

　　信號(hào)濾波與放大后，進(jìn)行最后的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：A/D轉(zhuǎn)換。A/D芯片選擇了一款12位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)完成A/D轉(zhuǎn)換過程。

　　公共場(chǎng)所人流量大，如果對(duì)每個(gè)被測(cè)人都需要進(jìn)行幾分鐘的測(cè)量，必將引起現(xiàn)場(chǎng)的混亂，影響人們正常的生活和工作。紅外測(cè)溫儀中采用響應(yīng)速度很快的紅外探測(cè)器，響應(yīng)時(shí)間可達(dá)到毫秒級(jí)，因此應(yīng)用紅外測(cè)溫儀可以迅速獲得人體的溫度。

　　體溫測(cè)量時(shí)需要很高的準(zhǔn)確性，l℃的誤差可能導(dǎo)致給出錯(cuò)誤的診斷結(jié)果。紅外測(cè)溫儀可以給出很高的測(cè)量精度和重復(fù)性，如果在人體溫度測(cè)溫范圍內(nèi)對(duì)其進(jìn)行逐點(diǎn)標(biāo)定，其本身誤差范圍可控制在0.2℃以內(nèi)。因此采用紅外非接觸測(cè)量天律大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章非接觸體溫測(cè)量方法及誤差研究體溫的方法可以達(dá)到令人滿意的測(cè)量準(zhǔn)確度。

　　體溫是人體最基本的生理參數(shù)，對(duì)于日常護(hù)理和病情檢測(cè)都是非常重要的。在公共場(chǎng)所進(jìn)行體溫監(jiān)測(cè)時(shí)主要考慮以下三個(gè)基本要求：非接觸、測(cè)量的快速性和準(zhǔn)確性。

　　用于測(cè)量人體溫度的儀器儀表大體上可以分為兩丈類：接觸式的和非接觸式的。接觸式溫度計(jì)又可分為玻璃液體溫度汁、電子體溫計(jì)和液晶溫度計(jì)；非接觸式溫度計(jì)又可分為耳溫計(jì)、手持式額溫計(jì)、醫(yī)用紅外熱像以及紅釙體溫監(jiān)測(cè)儀。式溫度計(jì)又可分為耳溫計(jì)、手持式額溫計(jì)、醫(yī)用紅外熱像以及紅釙體溫監(jiān)測(cè)儀。接觸式體溫計(jì)缺點(diǎn)是測(cè)量的速度慢，測(cè)量時(shí)要求與病人接觸，因此在使用時(shí)容易因?yàn)橄静粡氐锥鸾徊娓腥尽６墙佑|測(cè)溫儀不需與被測(cè)對(duì)象接觸，因此在測(cè)量體溫時(shí)不會(huì)造成交叉感染；而且它的測(cè)量速度快，通常測(cè)量時(shí)間小于1秒。

　　一切溫度高于絕對(duì)零度的物體都在不停地向周圍空間發(fā)出紅外輻射能量。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分布——與它的表面溫度有著十分密切的關(guān)系。因此，通過對(duì)物體自身輻射的紅外能量的測(cè)量，便能準(zhǔn)確地測(cè)定它的表面溫度，這就是紅外輻射測(cè)溫所依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。

　　絕對(duì)黑體在物理學(xué)和輻射測(cè)溫學(xué)中部是一個(gè)重要的概念。黑體是一種理想化的輻射體，它吸收所有波長(zhǎng)的輻射能量，沒有能量的反射和透過，其表面的發(fā)射率為1。應(yīng)該指出，自然界中并不存在真正的黑體，但是為了弄清和獲得紅外輻射分布規(guī)律，在理論研究中必須選擇合適的模型，這就是普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型，從而導(dǎo)出了普朗克黑體輻射的定律，即以波長(zhǎng)表示的黑體光譜輻射度，這是一切紅外輻射理論的出發(fā)點(diǎn)，故稱黑體輻射定律。

　　采用紅外非接觸測(cè)溫方法進(jìn)行體溫測(cè)量可以滿足這樣的要求。因此．對(duì)非接觸人體體表溫度的測(cè)量方法進(jìn)行研究有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義，是在非常時(shí)期應(yīng)付突發(fā)疫情的必要工作。

　　生理參數(shù)是人體最重要、最基本的生命指標(biāo),對(duì)危重病人進(jìn)行生命指標(biāo)參數(shù)的監(jiān)測(cè)是醫(yī)務(wù)工作者及時(shí)了解病情狀況的重要手段之一,它有利于對(duì)有生命危險(xiǎn)的傷病員進(jìn)行及時(shí)有效的治療和搶救處理，完善病人的醫(yī)療護(hù)理以及研究人體對(duì)環(huán)境變化的反應(yīng)都有著重要的意義。

　　很明顯，由于“非典”的傳染性原因，不能像過去那樣使用水銀溫度計(jì)進(jìn)行個(gè)體體溫的測(cè)量，它可能在測(cè)量過程中引起交叉感染；如果采用水銀溫度計(jì)進(jìn)行體溫測(cè)量，不僅需要采取高質(zhì)量的消毒措施和配備人數(shù)眾多的工作人員，還給被測(cè)人帶來諸多不便和精神壓力。因此在公共場(chǎng)所使用水銀溫度計(jì)是很不現(xiàn)實(shí)的。而紅外體溫測(cè)量方法是接收人體發(fā)出的紅外輻射能量進(jìn)行體溫測(cè)量，因此不需要與人體進(jìn)行接觸。

　　其中體溫是人體最基本的生理參數(shù)，對(duì)于日常護(hù)理和病情檢測(cè)都是非常重要的。有許多疾病都能通過體溫的變化來預(yù)測(cè)，所以體溫計(jì)在醫(yī)療領(lǐng)域中占有十分重要的地位。人體體溫測(cè)試儀應(yīng)用范圍不僅僅局限于醫(yī)學(xué)，在消防上消防員在撲火的同時(shí)也要對(duì)自己的體溫做到了解，如果體溫過高或者心率過快就要及時(shí)撤離，以免發(fā)生危險(xiǎn)；軍事上用于部隊(duì)訓(xùn)練，必須實(shí)施隨時(shí)監(jiān)測(cè)，體溫使訓(xùn)練能夠在良好的體征下進(jìn)行，提高效果。因此，在許多領(lǐng)域都需要這種測(cè)試儀對(duì)人體體溫進(jìn)行精確測(cè)試。