一种非接触式红外体温计的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种非接触式红外体温计，包括非接触式红外温度传感器、温差热电堆放大电路、温度补偿及放大电路、AD转换电路、主控电路、显示电路以及报警电路，非接触式红外温度传感器分别与温差热电堆放大电路以及温度补偿及放大电路相连，温差热电堆放大电路以及温度补偿及放大电路相连分别连接到AD转换电路，AD转换电路与主控电路相连，主控电路与显示电路以及报警电路相连。本实用新型红外体温计解决了传统体温计必须接触测量的问题，并以较短的响应时间、较高的测量精度和准确度可以满足人们的对新式测温方式的需求。而且，它不易受到环境等因素的干扰，性能稳定，读数方便，可以达到实时监测的目的，适合老人、儿童及病人监护使用。
【专利说明】一种非接触式红外体温计

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种测量【技术领域】，特别涉及一种非接触式红外体温计。

【背景技术】
[0002] 随着经济、社会的全面发展，健康成了人们日益关注的问题。作为恒温动物的人 类，体温无疑是衡量人体健康状况的重要指标，通过对体温这个基本生理参数进行实时监 测，可以使我们很直观地把握机体的生命活动是否正常，因此，温度计成了日常家庭必备和 临床医学的基本医用器具。水银温度计以低廉的价格、相对稳定的性能和较为准确的测量 结果成为目前应用最为广泛的体温测量工具，但是，它的弊端也日渐引起人们的注意，水银 温度计的读数很不方便，稍有大意，破碎暴露出来的水银既损害人体健康，也会造成环境污 染。科学技术的不断进步促进医疗卫生条件的不断完善，传统的体温测量技术已经不能现 代人的需求，人们正在探索更加快捷、更易操作的体温测量方式，远红外技术的发展使非接 触式体温测量成为可能，红外体温计解决了传统体温计测量时必须接触的问题，它以较短 的响应时间、较高的测量精度和准确度满足了人们的对现代体温测温的要求。


【发明内容】

[0003] 为解决上述问题，本发明公开了一种非接触式红外体温计。
[0004] 为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种非接触式红外体温计，包括非 接触式红外温度传感器、温差热电堆放大电路、温度补偿及放大电路、AD转换电路、主控电 路、显示电路以及报警电路，所述的非接触式红外温度传感器分别与温差热电堆放大电路 以及温度补偿及放大电路相连，温差热电堆放大电路以及温度补偿及放大电路相连分别连 接到AD转换电路，所述的AD转换电路为一个多路AD转换电路，AD转换电路与主控电路相 连，主控电路与显示电路以及报警电路相连；所述的非接触式红外温度传感器采用热电堆 红外温度传感器ZTP-148SR实现对体温信号和环境温度信号即温差热电堆微弱的电压信 号和电热调节器的热敏电阻信号的非接触检测；温差热电堆放大电路包括放大器AD620， AD620的两个输入端-IN和+IN分别连接ZTP-148SR的2和4接口，AD620的+VS和-VS端 分别连接+5V和-5V的电源，AD620的VREF接地，AD620的两个Rg端连接有一个可调电阻； 温度补偿及放大电路包括一个放大器LM324，ZTP-148SR的"1"端口连接到LM324的"IN2-" 端口，LM324的IN2+端口经电阻R4输出与AD转换电路相连，同时ZTP-148SR的"1"端口经 电阻R3接地，LM324的GND端接地，ZTP-148SR的"3"端口经电阻R2连接到LM324的IN2+ 端口，LM324的IN2+端口经电阻R2接+5V电源，同时LM324的VCC端口接5V电源，LM324 的02端口输出与AD转换电路相连；所述的多路AD转换电路采用ADC0809CCN，温度补偿及 放大电路的输出端连接到ADC0809CCN的INl端口，温差热电堆放大电路连接到ADC0809CCN 的INO端口，启动信号ST、转换结束信号E0C、输出允许信号OE分别接单片机的PL 0、P1. 1、 PL 2, A/D输出的数字信号通过P2 口输入单片机进行处理；所述的主控电路采用AT89S52 单片机控制电路来实现的，包括电源电路、时钟电路和复位电路三部分，电源电路用来向单 片机供电，通常将+5V直流电源加到单片机上；时钟电路，供应到一个正弦波作为参考，用 于确定单片机执行速度；复位电路用来确定单片机工作的起始状况；显示电路与单片机相 连，用于显示输出数据，显示电路采用IXD12864芯片，IXD12864的数据指令选择端RS、读写 控制端RW、使能端EN、串并行选择端、复位端分别接单片机PL 5、P1. 6、P1. 7、P3. 0、P3. 2,实 现并行传输的数据线接单片机AT89S52的PO 口，IXD12864的V。和Vqut之间接10ΚΩ的滑 动变阻器实现对屏幕对比度的调节。
[0005] 有益效果：
[0006] 本发明利用远红外技术使非接触式体温测量成为可能，红外体温计解决了传统体 温计必须接触测量的问题，并以较短的响应时间、较高的测量精度和准确度可以满足人们 的对新式测温方式的需求。而且，它不易受到环境等因素的干扰，性能稳定，读数方便，可以 达到实时监测的目的，适合老人、儿童及病人监护使用，具有广阔的应用前景。

【专利附图】

【附图说明】
[0007] 图1为本发明的硬件电路结构框图；
[0008] 图2为本发明的单片机最小系统电路；
[0009] 图3为本发明的温差热电堆放大电路；
[0010] 图4为本发明的温度补偿及放大电路；
[0011] 图5为本发明的温差热电堆的输出电压-目标物温度关系图；
[0012] 图6为本发明的多路A/D转换电路；
[0013] 图7为本发明的IXD12864显示电路。

【具体实施方式】
[0014] 以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体 实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0015] 如图1所示为一种非接触式红外体温计的硬件电路结构框图，包括非接触式红外 温度传感器、温差热电堆放大电路、温度补偿及放大电路、AD转换电路、主控电路、显示电路 以及报警电路，所述的非接触式红外温度传感器分别与温差热电堆放大电路以及温度补偿 及放大电路相连，温差热电堆放大电路以及温度补偿及放大电路相连分别连接到AD转换 电路，所述的AD转换电路为一个多路AD转换电路，AD转换电路与主控电路相连，主控电路 与显示电路以及报警电路相连。
[0016] 所述的非接触式红外温度传感器采用热电堆红外温度传感器ZTP-148SR实现对 体温信号和环境温度信号即温差热电堆微弱的电压信号和电热调节器的热敏电阻信号的 非接触检测。温差热电堆放大电路
[0017] ZTP-148SR红外热电堆温度传感器的内阻非常高（60?lllkQ)，输出电压非常小 (仅ImV左右），如此微小的电信号很容易受到外界因素的干扰，而且不易检测和处理，所以 要进行必要的调理和放大以提高信噪比。
[0018] 由ZTP-148SR的基本特性可知，温差热电堆的输出电压与目标物体温之间满足： 0.09mV/°C (室温为25°C)。该非接触式红外体温计的精度可以达到0.3°C，即红外温度传 感器的最小输出电压为〇. 〇27mV，若选用8位的ADC，参考电压V,ef为5V，ADC的最小分辨电 压为
[0019] Vmin = Vref/28 = 19. 53mV (I)
[0020] 那么该温差热电堆放大电路的增益需要达到19. 53/0. 027 = 723. 3,再考虑到该 红外传感器的电热调节器输出存在±3% (室温为25°C)的误差，该温差热电堆放大电路 的增益需要控制在700. 1?745. 0之间。
[0021] AD620是常用的低成本、高精度仪表放大器，具有高精度（最大非线性度40ppm)、 低失调电压（最大50uV)和低失调漂移（最大0.6uV/°C)的特点，而且噪声系数低、输入偏 置电流低和功耗低。另外，外接的增益控制电阻可用来调节放大倍数，增益最大可达1000。
[0022] 根据设计的需要，结合AD620的基本特性，内部两个增益电阻均为24. 7kQ，设G为 增益，那么G与外部增益控制电阻Rg (kQ)的关系为
[0023]

【权利要求】
1. 一种非接触式红外体温计，其特征在于：包括非接触式红外温度传感器、温差热电 堆放大电路、温度补偿及放大电路、AD转换电路、主控电路、显示电路以及报警电路，所述的 非接触式红外温度传感器分别与温差热电堆放大电路以及温度补偿及放大电路相连，温差 热电堆放大电路以及温度补偿及放大电路相连分别连接到AD转换电路，所述的AD转换电 路为一个多路AD转换电路，AD转换电路与主控电路相连，主控电路与显示电路以及报警电 路相连；所述的非接触式红外温度传感器采用热电堆红外温度传感器ZTP-148SR实现对体 温信号和环境温度信号即温差热电堆微弱的电压信号和电热调节器的热敏电阻信号的非 接触检测；温差热电堆放大电路包括放大器AD620, AD620的两个输入端-IN和+IN分别连 接ZTP-148SR的2和4接口，AD620的+VS和-VS端分别连接+5V和-5V的电源，AD620的 VREF接地，AD620的两个Rg端连接有一个可调电阻；温度补偿及放大电路包括一个放大器 LM324, ZTP-148SR 的 "1" 端口连接到 LM324 的 "IN2-" 端口，LM324 的 IN2+端口经电阻 R4 输出与AD转换电路相连，同时ZTP-148SR的"1"端口经电阻R3接地，LM324的GND端接地， ZTP-148SR的3端口经电阻R2连接到LM324的IN2+端口，LM324的IN2+端口经电阻R2接 +5V电源，同时LM324的VCC端口接5V电源，LM324的02端口输出与AD转换电路相连；所 述的多路AD转换电路采用ADC0809CCN，温度补偿及放大电路的输出端连接到ADC0809CCN 的IN1端口，温差热电堆放大电路连接到AD⑶809CCN的IN0端口，启动信号ST、转换结束 信号E0C、输出允许信号0E分别接单片机的PL 0、P1. 1、P1. 2, A/D输出的数字信号通过P2 口输入单片机进行处理；所述的主控电路采用AT89S52单片机控制电路来实现的，包括电 源电路、时钟电路和复位电路三部分，电源电路用来向单片机供电，通常将+5V直流电源加 到单片机上；时钟电路，供应到一个正弦波作为参考，用于确定单片机执行速度；复位电路 用来确定单片机工作的起始状况；显示电路与单片机相连，用于显示输出数据，显示电路采 用LCD12864芯片，LCD12864的数据指令选择端RS、读写控制端RW、使能端EN、串并行选择 端、复位端分别接单片机P1. 5、P1. 6、P1. 7、P3. 0、P3. 2,实现并行传输的数据线接单片机 AT89S52的P0 口，LCD12864的V0和Vout之间接10K Q的滑动变阻器实现对屏幕对比度的 调节。
【文档编号】A61B5/01GK204133440SQ201420591357
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】张秀再, 何军, 张秋葵, 宋楠楠 申请人:南京信息工程大学