自动化仪表课程设计--非接处式温度仪

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1、 自动化仪表 大作业 题目：非接处式温度仪 专业：自动化 班级： 姓名： 学号： 一、引言 随着现代科技的发展，新材料、新工艺的运用，各式各样的体温 计陆续出现，探测方式不断改进。国内外体温计的发展大致分为三个 阶段。第一阶段是常见的玻璃水银体温计，第二阶段是电子体温计， 如今应用最为广泛的是非接触式红外体温计， 国家相关部门也在重点 强调非接触式体温计的研发， 并且红外体温检测仪的研发方面取得了 突出的成就。 水银体温计虽然价格便宜但是有诸多弊端： 首先， 水银体温计遇 热或安置不当，体温计容易破裂。其次，人体接触水银后会中毒，中 毒症状是恶心、头痛、腹泻、脱发等，严重者会造成血液凝固。因为

2、 水银有剧毒，一旦它污染了水源或食物，可以对人的肾脏、肺等造成 极大的伤害，水银也能加速人神经系统退变。最后，采用水银体温计 测温需要相当长的时间(5min10min)，使用不便。 电子体温计是采用热敏电阻测量温度的， 电子体温计能快速准确 地测量人体温度，与传统的水银玻璃体温计相比，具有读数方便、测 量精度高、 能记忆并有蜂鸣提示的优点， 尤其是电子体温计不含水银， 对人体及周围环境无害，特别适合于家庭、医院等场合使用。但采用 电子体温计测温也需要较长的时间， 并且适用范围窄， 同样使用不便。 非接触式红外体温计是根据黑体辐射原理通过测量人体辐射的 红外线而测量温度的。 它用的红外传感器只是

3、吸收人体辐射的红外线 而不向人体发射任何射线，它采用的是被动式且非接触式的测量方 式，因此红外体温计不会对人体产生辐射伤害且价格低，体积小，实 现了体温的快速准确测量，具有稳定性好，精度高，测量安全，使用 方便等特点。 非接触式人体体温测试仪的设计技术目前已经达到成熟，本文详 细的介绍在国内外已有技术的基础上，此设计开发的全过程。此设计 涉及单片机，传感器等诸多方面的知识，主攻方向在于温度的采集和 处理，达到体温能够准确显示的预期效果 二、国内外研究现状 国外红外线技术在 19 世纪并发展至今，已经有很多专利项目和 大量科研成果。 美国和日本几乎垄断了红外线技术产品的专利。 由于 红外线技术我

4、国起步比较晚， 而且相关部件比较昂贵，对我们在生产 生活中普及还有很长的一段路要走。 所以我们要把红外检测技术利用 到我们实际生活当中去，利用我们能利用的知识去改进我们的生活。 红外线是近年来兴起的高端技术，对红外线设备的设计和研究， 对今后生产生活有积极的影响。体温计是人们日常生活中的必备用 品，尤其在 SARS 和 H1N1 等流行期间，体温计几乎成成为了衡量感染 者与未感染者的测量仪器，还有对于一些供电设备的检查，非接触发 热物体温度的测量等应用场合，在本文以下内容中我要结合单片机， 运用红外线原理去设计一个基于单片机的红外体温仪器的方案。 通过 方案论证，选择出最佳的方案并进行设计和制

5、作。 对非接触式测温仪的设计是以功能性为基础，以创新性为指导，以 实践性为依托， 具有大好的发展前景和广泛的应用场合。 通过本次设 计，希望可以为今后拓展体温监测应用领域提供新的思路和方法，在 医学、体育、消防、军事训练、等领域得到更广泛的应用。 随着现代科学技术的发展，传统的接触式测温方式以不能满足现 代一些领域的测温需求， 对非接触、 远距离测温技术的需求越来越大。 本红外测温系统设计的出发点也正是基于此。 三、整体设计方案 3.1.1 研究步骤及方法 1、基于本课题的研究，首先了解红外线研究背景，发展趋势和现在 存在的主要问题，对研究课题的基本内容、目的、和意义有所了解。 2、学习红外线

6、体温传感原理。 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射 能量。 物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面 温度有着十分密切的关系。因此，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所依据的 客观基础。 黑体辐射定律： 黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射 能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为 1。应该指出，自 然界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规 律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐 射的量子化振子模型， 从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长 表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体 辐射定律。 物体发射率对辐射测温的影响：自然界中存在的实际物体，几乎都不 是黑体。所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之 外，还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环 境条件等因素有关。因此，为使黑体辐射定律适用于所有实际物体， 必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数，即发射率。该 系数表示