紅外線測(cè)溫儀畢業(yè)設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)綜述

1、文獻(xiàn)綜述目前，眾所周知的測(cè)量溫度的工具有電子體溫計(jì)，傳統(tǒng)的水銀溫度計(jì)。隨著社會(huì)節(jié)奏的加快，父母如果要幫助孩子測(cè)體溫是非常不方便的一件事情。而且對(duì)于小孩是好動(dòng)的，幫他們測(cè)量溫度一定是非常麻煩的事情。對(duì)于幫助老人測(cè)量溫度，由于老人不方便，使用傳統(tǒng)溫度計(jì)是非常不方便的，而且老人視力不好，不容易看清楚體溫計(jì)上面的溫度刻度。在人流量大，人群密集的地方，如果使用體溫計(jì)去檢查具有某種特征的疾病，是及其不方便的，并且效率是非常低的。在針對(duì)因體溫升高為特征的傳染疾病時(shí)，因?yàn)楸仨毥佑|身體才能精確地檢查出溫度來，所以大規(guī)模的接觸，是非常不衛(wèi)生，非常不安全的。紅外測(cè)溫儀1卻可以在人流量大，人群密集的地方，并且可以快速

2、的，準(zhǔn)確的測(cè)量人群的體溫，迅速的判斷其是否有某種疾病的特征?？梢赃M(jìn)行廣泛的體溫篩選。紅外測(cè)溫儀具有很多傳統(tǒng)溫度計(jì)不能相提并論的地方，由于許多的傳染病發(fā)生的時(shí)候，常常都是會(huì)引起人體體溫的升高。所以，快速準(zhǔn)確的排除出發(fā)熱的病者，對(duì)于發(fā)現(xiàn)和控制傳染源，防止病情擴(kuò)散，防止引起人傳人的現(xiàn)象是有非常重大的意義的。紅外測(cè)溫儀因?yàn)槠涮赜械目焖贉?zhǔn)確的測(cè)量病人的溫度，為廣大醫(yī)護(hù)人員檢測(cè)病情提供了非常大的幫助，可以非常有效的預(yù)防和控制因體溫升高為特征的傳染疾病的傳播。紅外檢測(cè)是一種在線監(jiān)測(cè)(不停電)式高科技檢測(cè)技術(shù)，它綜合了光電成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)。其原理是通過接收物體發(fā)出的紅外線，然后將其熱像顯示在

3、熒光屏上，從而準(zhǔn)確判斷物體表面的溫度分布情況具有準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、快速等優(yōu)點(diǎn)。自然界的任何物體因?yàn)槠鋬?nèi)部的分子不停的無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)都會(huì)向外輻射紅外能量，從而在物體表面形成一定的溫度場(chǎng)俗稱“熱像”2。紅外診斷技術(shù)正是通過吸收這種紅外輻射能量測(cè)出設(shè)備表面的溫度及溫度場(chǎng)的分布，從而判斷設(shè)備發(fā)熱情況。目前應(yīng)用紅外診技術(shù)的測(cè)試設(shè)備比較多如紅外測(cè)溫儀、紅外熱電視、紅外熱像儀等等。像紅外熱電視、紅外熱像儀等設(shè)備利用熱成像技術(shù)將這種看不見的“熱像”轉(zhuǎn)變成可見光圖像使測(cè)試效果直觀靈敏度高能檢測(cè)出設(shè)備細(xì)微的熱狀態(tài)變化準(zhǔn)確反映設(shè)備內(nèi)部、外部的發(fā)熱情況可靠性高對(duì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患非常有效。 紅外診斷技術(shù)3對(duì)電氣設(shè)備的早期故障缺陷及

4、絕緣性能做出可靠的預(yù)測(cè)使傳統(tǒng)電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)維修(預(yù)防試驗(yàn)是50年代引進(jìn)前蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn))提高到預(yù)知狀態(tài)檢修這也是現(xiàn)代電力企業(yè)發(fā)展的方向。特別是現(xiàn)在大機(jī)組、超高電壓的發(fā)展對(duì)電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行關(guān)系到電網(wǎng)的穩(wěn)定提出了越來越高的要求。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展成熟與日益完善利用紅外狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷技術(shù)具有遠(yuǎn)距離、不接觸、不取樣、不解體又具有準(zhǔn)確、快速、直觀等特點(diǎn)實(shí)時(shí)地在線監(jiān)測(cè)和診斷電氣設(shè)備大多數(shù)故障(幾乎可以覆蓋所有電氣設(shè)備各種故障的檢測(cè))。它備受國內(nèi)外電力行業(yè)的重視(國外70年代后期普遍應(yīng)用的一種先進(jìn)狀態(tài)檢修體制)并得到快速發(fā)展。紅外檢測(cè)技術(shù)4的應(yīng)用對(duì)提高電氣設(shè)備的可靠性與有效性提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益降低維

5、修成本都有很重要的意義。是目前在預(yù)知檢修領(lǐng)域中普遍推廣的一種很好手段又能使維修水平和設(shè)備的健康水平上一個(gè)臺(tái)階。目前應(yīng)用紅外診斷技術(shù)的測(cè)試設(shè)備比較多如紅外測(cè)溫儀、紅外熱電視、紅外熱像儀等等。像紅外熱電視、紅外熱像儀5等設(shè)備利用熱成像技術(shù)將這種看不見的“熱像”轉(zhuǎn)變成可見光圖像，使測(cè)試效果直觀靈敏度高能檢測(cè)出設(shè)備細(xì)微的熱狀態(tài)變化準(zhǔn)確反映設(shè)備內(nèi)部、外部的發(fā)熱情況可靠性高對(duì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患非常有效。現(xiàn)在我國在研究一種體積非常小成本非常低，而且不容易受外界環(huán)境溫度干擾的人體紅外測(cè)溫儀9，這個(gè)研究將會(huì)對(duì)醫(yī)學(xué)的發(fā)展有很重大的意義。自從1800年英國天文學(xué)家F²W²赫歇爾發(fā)現(xiàn)紅外輻射至今，紅外技

6、術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了將近兩個(gè)世紀(jì)。從那時(shí)開始紅外輻射和紅外元件、部件的科學(xué)研究逐步發(fā)展但發(fā)展比較緩慢，直到1940年前后才真正出現(xiàn)現(xiàn)代的紅外技術(shù)。當(dāng)時(shí)德國研制成硫化鉛和幾種紅外透射材料利用這些元、部件制成一些軍用紅外系統(tǒng)如高射炮用導(dǎo)向儀、海岸用船舶偵察儀、船舶探測(cè)和跟蹤系統(tǒng)機(jī)載轟炸機(jī)探測(cè)儀和火控系統(tǒng)等等。其中有些達(dá)到實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)階段有些已小批量生產(chǎn)但都未來得及實(shí)際使用。此后美國、英國、前蘇聯(lián)等國競(jìng)相發(fā)展。特別是美國大力研究紅外技術(shù)在軍事方面的應(yīng)用。目前美國將紅外技術(shù)應(yīng)用于單兵裝備、裝甲車輛、航空和航天的偵察監(jiān)視、預(yù)警、跟蹤以及武器制導(dǎo)等各個(gè)領(lǐng)域。對(duì)于紅外傳感器的全球市場(chǎng)第三世界國家將比歐美更加看好。雖

7、然歐美很多工業(yè)國家加工業(yè)廣泛但其市場(chǎng)以趨向飽和而在中國以及拉美一些新興國家和地區(qū)隨著其經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇與發(fā)展各國各地區(qū)紛紛加強(qiáng)工業(yè)化建設(shè)加工廠不斷增多，紅外傳感器在該區(qū)域的銷量每年以25%的速度增長并且其市場(chǎng)銷量還處于增長趨勢(shì)。我國的紅外檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展起步應(yīng)該算比較晚的。直到2003年非典的襲擊，我國才迅速誕生了一支專門抗擊非典的醫(yī)療儀器隊(duì)伍特別是在紅外體溫檢測(cè)儀的研發(fā)方面取得了突出的成就。國家相關(guān)部門也在重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)非接觸式體溫計(jì)的研發(fā)。隨著工農(nóng)業(yè)、國防事業(yè)、醫(yī)學(xué)的發(fā)展對(duì)溫度測(cè)量越來越迫切。在某些場(chǎng)合溫度測(cè)量逐步上升為主要矛盾引起了個(gè)方面的普遍重視。例如在不停機(jī)的情況下對(duì)機(jī)械設(shè)備、電力設(shè)備、生產(chǎn)設(shè)備等

8、進(jìn)行溫度測(cè)量在不能造成產(chǎn)品的污染或損壞的情況下對(duì)生產(chǎn)過程或倉庫的產(chǎn)品溫度進(jìn)行測(cè)量在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，為了了解病人的身體狀況需要對(duì)病人身體的各個(gè)鋪位的溫度進(jìn)行安全的測(cè)量。在這種背景下使用方便、可快速對(duì)物體溫度進(jìn)行非接觸無損測(cè)量的紅外測(cè)溫技術(shù)得到的了極大的發(fā)展。非接觸紅外測(cè)溫的優(yōu)點(diǎn)9如下：a.它的測(cè)量不干擾被測(cè)溫度場(chǎng)，不影響溫度場(chǎng)的分布，從而具有較高的測(cè)量準(zhǔn)確度b.溫度范圍寬。在理論上無測(cè)量上限可以測(cè)量相當(dāng)高的溫度 c.測(cè)量器的反應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)速度快易于快速與動(dòng)態(tài)測(cè)量 d.不必接觸被測(cè)物體操作方便 e.可以確定微小目標(biāo)的溫度從根本上解決普通溫度測(cè)量技術(shù)在不能再測(cè)量條件下測(cè)量的難題所以研究紅外測(cè)溫的意義重

9、大。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14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)15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。其中要解決的問題有：體溫信號(hào)的非接觸測(cè)量、微弱電壓信號(hào)的放大、傳感器的環(huán)境溫度補(bǔ)償?shù)?。其中體溫測(cè)量選用紅外熱釋傳感器OTP-538U、LM324進(jìn)行電壓放大、ADC0804進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)處理等功能都用AT89C51單片機(jī)7實(shí)現(xiàn)，通過LCD12864顯示屏進(jìn)行顯示。紅外測(cè)溫儀由光學(xué)系統(tǒng)、信號(hào)放大器及信號(hào)處理、顯

10、示輸出、報(bào)警電路等部分組成。參考文獻(xiàn)：1 孫鵬，紅外測(cè)溫物理模型的建立及論證D.吉林大學(xué).2006.2 晏敏,彭楚武,顏永紅,曾云,曾健平.紅外測(cè)溫原理及誤差分析J.湖南大學(xué)學(xué)報(bào)2004,5(10):110-112.3 曹潤強(qiáng).紅外測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)J.攀枝花學(xué)院學(xué)報(bào)，2006,23（6）:87-89.4 CAO Xi-zheng,GUO Li-hong,and LI Zhuo. Infrared radiation measurement of the aerial target based 0ntemperature Calibration and target ImagesJ. Optoele

11、ctronics Letters,2006,6:0465-0467.5 Mark1.Montrose.PRINTED Circuit Board Design Techniques for EMC complianceJ.IEE Press series.20006 張友德 趙志英 涂時(shí)亮.單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn).第五版.上海：復(fù)旦大學(xué)出版社.20067 張洪潤 劉秀英 張亞凡.單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)200例（上冊(cè)）.第一版.北京:北京航空航天大學(xué)出版社.20068 何志彪，黃光，易新建.熱釋電紅外測(cè)溫方程的研究J.紅外技術(shù)，1999.9 陳繼述.紅外探測(cè)器M.北京：國防工業(yè)出版社，1986. 10 王為青 程國鋼.單片機(jī) Keil Cx51 應(yīng)用開發(fā)技術(shù).第一版.北京：人民郵電大學(xué)出版社.200711 柳剛，黃竹鄰，周昊，王雙保，易新建.非接觸式紅外研制M.光電子科技與信息，2005.12 陳永甫.紅外探測(cè)與控制電路M.北京：人民郵電出