医用红外测温仪及温度补偿技术的研究

发布时间：2017-04-14 10:07

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【摘要】：红外测温是目前最主要的非接触式测温方式之一。它具有响应速度快、测量范围宽、灵敏度高等优点,因而被广泛应用于各行各业。红外测温仪在用于体温检测时其测量温度范围应在 24.0 ℃到 45.0 ℃之间,精度要求为±0.1 ℃。但目前使用的红外测温仪即使其精确度指标为 1%,也远远达不到测量体温的精度要求。另外,在 24.0 ℃到 45.0 ℃的温度范围内,红外测温仪的测量精度很容易受外界环境温度的影响,导致其测量误差增大。同时红外测温仪的精度和稳定性很容易受到外界环境温度的影响。因此,减小外界环境因素对红外测温仪的影响具有十分重要的意义。 本课题针对目前医用红外测温仪的现状,在查阅了大量国内外文献的基础上,提出了一种新的环境温度的补偿方法。这种方法是根据热释电探测器的工作原理,以被测物体与环境温度的差值作为参考量,根据其差值的大小确定补偿量的多少。通过数字测温芯片测量环境温度,采用软件补偿的方式,避免了以往用热敏电阻的缺点。 在红外测温系统中,红外信号经过光学系统的汇聚、斩波器的调制和热释电探测器的接收后转变成频率为 20 Hz 的脉冲信号。此信号经过放大、滤波、整形和 A/D 转换成数字信号,再送到单片机中进行数据的处理、补偿和显示。 在系统的设计过程中,采用 Wave6000 单片机仿真系统对单片机进行调试。为了保持各部分之间正确的时序关系,软件全部采用汇编语言来编写。系统经过定标和测试表明:本系统在测量的精度和稳定性上有所提高。
【关键词】：红外测温仪 热释电探测器 发射率 温度补偿 单片机 定标
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH776
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 红外测温仪的分类11-14
• 1.2.1 全辐射测温仪11-12
• 1.2.2 单色测温仪12-13
• 1.2.3 比色测温仪13-14
• 1.3 发射率和环境因素对红外测温仪的影响14-16
• 1.3.1 发射率对红外测温仪的影响14-15
• 1.3.2 环境因素对红外测温仪的影响15-16
• 1.4 医用红外测温仪的现状16-17
• 1.5 课题的意义和内容17-18
• 1.5.1 课题的意义17
• 1.5.2 课题的内容17-18
• 第2章 光学系统和光电转换18-37
• 2.1 红外测温仪的光学系统18-21
• 2.1.1 红外测温仪光学系统特点18
• 2.1.2 常用红外光学系统结构18-21
• 2.2 红外光学系统设计21-24
• 2.2.1 透镜成像公式22-23
• 2.2.2 透镜成像的误差及对策23
• 2.2.3 透镜参数的确定23-24
• 2.3 光电转换24-36
• 2.3.1 红外探测器的种类24-34
• 2.3.2 热释电探测器34-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第3章 电路系统设计37-47
• 3.1 红外信号的调制37-41
• 3.1.1 斩波器的设计37-38
• 3.1.2 斩波器的驱动38-41
• 3.2 信号的放大和滤波41-46
• 3.2.1 有源滤波器的设计42-44
• 3.2.2 信号的放大和整形44-46
• 3.3 本章小结46-47
• 第4章 数据的采集和显示47-59
• 4.1 数据采集47-51
• 4.1.1 A/D 转换器的选择47
• 4.1.2 ADS7824 功能简介47-50
• 4.1.3 单片机与A/D 转换器的接口电路50-51
• 4.2 环境温度的检测51-56
• 4.2.1 DS18B20 功能简介51-52
• 4.2.2 1-wire 单总线原理52-56
• 4.2.3 与单片机的接口电路56
• 4.3 数据的显示56-58
• 4.3.1 可编程IO 扩展口的设计56-57
• 4.3.2 数码显示电路57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 环境温度补偿及系统实验59-69
• 5.1 传统温度补偿方式及其不足59-60
• 5.2 课题中温度补偿模型的建立60-61
• 5.3 温度补偿的实验61-62
• 5.4 系统实验62-68
• 5.4.1 系统软件的设计思想62-63
• 5.4.2 主程序流程图63-64
• 5.4.3 中断子程序流程图64
• 5.4.4 软件仿真64-66
• 5.4.5 系统框图及实验步骤66-67
• 5.4.6 系统误差分析67
• 5.4.7 减小误差的措施67-68
• 5.5 本章小结68-69
• 结论69-70
• 参考文献70-74
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果74-75
• 致谢75-76
• 作者简介76

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 李文星;具有无线数据传输功能的红外测温仪设计[D];河北科技大学;2010年

2 王毅;电站锅炉炉膛出口烟气温度在线检测系统的研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

3 张雅;基于液晶热光效应的非电读出热探测技术研究[D];西安工业大学;2012年

4 鞠晓君;一种新型非接触常温测量方法的研究[D];山东科技大学;2007年

5 李勇;基于红外测温的炉内温度场重构方法初步研究[D];华北电力大学（北京）;2010年

6 朱金涞;接触网线夹温度的在线监测[D];西南交通大学;2012年

7 王大振;多通道热电偶和双色红外测温系统的研制及应用研究[D];山东大学;2012年

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本文编号：305749