紅外前額溫度槍的前額溫度計

新冠肺炎突然爆發(fā)的肺炎對全球幾大產(chǎn)業(yè)鏈的成長帶來了負(fù)面影響。但疫情也使需求穩(wěn)定的防疫物資突然變成緊俏商品，如口罩、酒精、消毒劑等。目前很多城市的企業(yè)都吹響了復(fù)工的號角，額頭槍成為了一種新的緊俏產(chǎn)品。

復(fù)工很重要，防控措施不可或缺。除了戴口罩，體溫篩查也成為疫情控制的重要防線。通過發(fā)現(xiàn)體溫異常的人群，采取及時發(fā)現(xiàn)、早期隔離等措施，可以有效防止疫情蔓延。

目前，紅外額頭測溫槍用于交通障礙物、車站、醫(yī)院、住宅小區(qū)、超市、企事業(yè)單位等各種場所的體溫測量。

溫度檢測工具的分類

體溫檢測工具分為接觸式和非接觸式兩種:

聯(lián)系人類型:

輸出電壓:0-10mv；

熱電堆溫度傳感器的最大溫度范圍為-60℃至+1200℃

紅外熱電堆傳感器成品圖中主要有兩種包裝形式:TO46(TO18)/TO39(TO5)；

紅外額頭溫度槍芯片

紅外測溫槍的核心芯片主要由ADC芯片和控制芯片組成，可以實現(xiàn)按鍵控制、LCD顯示、電量檢測等功能。

紅外測溫儀的工作過程:紅外測溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器、信號處理、顯示輸出等組成。光學(xué)系統(tǒng)采集目標(biāo)在其視場內(nèi)的紅外輻射能量，視場的大小由光學(xué)部件和溫度計的位置決定。被測物體輻射的紅外線首先進(jìn)入溫度計的光學(xué)系統(tǒng)，然后入射的紅外線被光學(xué)系統(tǒng)收集，使能量更加集中；采集的紅外線輸入光電探測器，探測器的關(guān)鍵部件是紅外傳感器，其任務(wù)是將光信號轉(zhuǎn)換成電信號；光電探測器輸出的電信號由放大器和信號處理電路根據(jù)儀器內(nèi)部的算法和目標(biāo)發(fā)射率進(jìn)行校正，然后轉(zhuǎn)換成被測目標(biāo)的溫度值。

人體前額溫度槍的校準(zhǔn)

環(huán)境溫度:將傳感器放入溫度為25.00±0.02℃的水箱中，穩(wěn)定后按鍵確認(rèn)，通常需要30秒。

黑體溫度:先將黑體爐調(diào)至37.00±0.02度，然后將傳感器插入黑體爐內(nèi)，按鍵確認(rèn)何時穩(wěn)定。通常需要20個小時

方案設(shè)計和產(chǎn)品生產(chǎn)需要準(zhǔn)備什么

1.外殼里有多少個功能鍵，它們的作用是什么？

2.液晶屏需要多少英尺

3.傳感器是數(shù)字的還是模擬的

4.產(chǎn)品規(guī)格:什么樣的電池電源，家用還是醫(yī)用，需要校準(zhǔn)嗎

生產(chǎn)測試要求

2.工廠有恒溫房嗎？中、高、低溫均可調(diào)節(jié)

3.你知道如何操作散熱器嗎？還有一個不清楚的因素是結(jié)構(gòu)、光學(xué)元件和傳感器中的一個出現(xiàn)故障，導(dǎo)致持續(xù)的測試和校正。電子設(shè)計工程師可能解決不了這些問題。

4.有臨床實驗資源嗎？(去醫(yī)院，他們有大中小身材的人發(fā)燒不發(fā)燒，做一段時間的檢測數(shù)據(jù))

5.如果做醫(yī)療監(jiān)管，有國內(nèi)CFDA醫(yī)療資質(zhì)嗎？國外稱FDA和CE醫(yī)療(CFDA最早需要一年半時間審批)。

紅外溫度計設(shè)計方案

方案介紹

非接觸式紅外測溫儀是利用現(xiàn)代傳感器測量技術(shù)、微電子技術(shù)等技術(shù)手段測量被測物體溫度的新型儀器。當(dāng)紅外溫度計對準(zhǔn)并接近被測物體與數(shù)字接近傳感器的有效距離時，按下電源/測量鍵并保持幾秒鐘，然后紅外溫度計內(nèi)部的紅外傳感器模塊將采集溫度并轉(zhuǎn)換成電信號，然后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后通過通信接口傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)。單片機(jī)通過數(shù)字溫度傳感器采集當(dāng)前環(huán)境溫度，對傳輸?shù)臏囟葦?shù)字信號進(jìn)行相應(yīng)的溫度補償處理，將校正后的溫度存儲為當(dāng)前記錄數(shù)，并判斷溫度所在的LCD背光范圍，從而進(jìn)行相應(yīng)的背光顯示:(35.0-37.4℃)正常體溫綠色背光，(37.5-37.9℃)高體溫黃色背光，(38-42.9℃)體溫當(dāng)超過30秒不使用時，自動進(jìn)入低功耗模式

方案硬件框架

這種非接觸式紅外測溫儀方案由超低功耗、高安全性的單片機(jī)組成:RJM8L151、電源模塊、按鍵模塊、紅外傳感器模塊、溫度傳感器(模塊)、數(shù)字接近傳感器模塊、環(huán)境溫度傳感器、語音模塊、揚聲器和LCD顯示模塊。硬件框圖如下:

1.單片機(jī)

采用武漢仁愛電子科技有限公司推出的超低功耗、高安全性的RJM8L151單片機(jī)。該芯片運行和待機(jī)功耗性能優(yōu)異，支持4通道IO喚醒芯片。12位高精度逐次逼近型ADC、2通道多功能比較器、定時器、實時時鐘(RTC)、看門狗定時器(WDT)、功率可編程電壓檢測(PVD)、中斷控制器、硬件真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、AES/DES/SM4硬件加密引擎和通信接口:UATR、SPI、IIC、GPIO、ISO7816、JTAG等。該芯片支持使用KeiluVision或IAR集成開發(fā)環(huán)境開發(fā)和調(diào)試應(yīng)用程序代碼。RJM8L151系列安全單片機(jī)硬件框圖如下圖所示:

2.電源微型組件

用兩節(jié)AAA干電池供電，用電壓轉(zhuǎn)換芯片維持電源模塊的輸出電壓，以保證電池電壓下降時MCU、紅外傳感器、數(shù)字接近傳感器、語音芯片、LCD屏幕等模塊正常穩(wěn)定運行。

3.傳感器模塊

a)采用集成紅外感應(yīng)模塊，包括紅外熱電堆傳感器和專用處理芯片。優(yōu)點是電路穩(wěn)定，接口簡單，調(diào)試方便，缺點是價格較高。傳感器信號可選自MLX90614、HMS K1C1 F5.5、10TP583T，其中例子如下:

紅外傳感器MLX90614的紅外傳感部分為81101熱電單元，81101為紅外熱電堆傳感器，接收目標(biāo)物體的紅外輻射信號，然后通過內(nèi)部DSP信號處理專用集成芯片MLX90302和17位ADC進(jìn)行信號放大和信號處理，由PWM或SMBus(兼容標(biāo)準(zhǔn)速度IIC)輸出。測量精度可達(dá)0.2%，測量速度快，功耗低。數(shù)字溫度傳感器主要用于測量環(huán)境溫度，因此紅外傳感器可以作為溫度補償來提高精度，數(shù)字接近傳感器用于檢測溫度測量過程中的有效距離

b)采用熱電堆傳感器+外圍電路的優(yōu)點是成本較低，缺點是小信號放大處理電路和溫度補償電路需要精心設(shè)計和調(diào)試，產(chǎn)品設(shè)計周期較長。傳感器信號可以是MTP10-B7F55、RTP678等。，示例如下:

三尼奇的MTP10-B7F55可以實現(xiàn)快速高精度的溫度測量，其內(nèi)置的NTC可以實現(xiàn)環(huán)境溫度測量進(jìn)行溫度補償以提高精度，其應(yīng)用模式可以靈活選擇。原理如下:

8)支持32套內(nèi)存存儲

9)支持三色背光顯示

正常體溫(35.0-37.4℃)的綠色背光

高體溫(37.5-37.9℃)黃色背光

超高體溫紅色背光(38-42.9℃)

10)支持電池低電壓顯示

11)支持語音廣播

12)支持自動關(guān)機(jī)省電

RJM8L151的優(yōu)勢:

1)超低功耗

可選擇多達(dá)六種低功耗管理模式，包括5nA的深度睡眠功耗、小于5us的外部喚醒和支持4通道io喚醒、低至0.4uA的暫停模式功耗和RAM數(shù)據(jù)保留，可大大延長電池的使用壽命。

2)內(nèi)置PVD可編程電壓檢測

它可以實現(xiàn)電池升壓輸入電壓的快速分級檢測和管理。

3)內(nèi)置12位高精度逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器

它可以直接采集電池的實時準(zhǔn)確電壓進(jìn)行數(shù)字顯示，掌握電池的使用狀態(tài)。

4)豐富的通信接口

芯片支持UATR、SPI、IIC、GPIO、ISO7816等。對于擴(kuò)展功能，外圍設(shè)備可以有更多的通信選項。

5)15位看門狗定時器

內(nèi)置15位看門狗定時器，可在系統(tǒng)運行異常或崩潰時復(fù)位系統(tǒng)，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運行，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

6)內(nèi)存安全性

為內(nèi)部閃存、靜態(tài)隨機(jī)存儲器等存儲單元設(shè)計了高強度物理保護(hù)電路，有效防止惡意代碼竊取和反向分析。

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耳溫槍數(shù)字電路技術(shù)

數(shù)字處理方法的原理是將熱敏電阻和熱電堆的信號轉(zhuǎn)換成電信號，放大后，通過A/D轉(zhuǎn)換對數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)部計算處理，即可得到相應(yīng)的溫度值。

完整的電路系統(tǒng)

2.鐘脈沖電路

3.重接電路

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