红外线人体测温仪电路的设计
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电路原理图、PCB图
一、电路原理图
二、工作原理
自然界一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体,由于分子的热运动,都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波,其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合辐射定律,利用这个原理我们能够设计非接触式测温仪——红外
测温仪。
采用AT89C51系列单片机进行数据的采集存储和处理。
由于信号只有一个输入,为了避免不必要的消耗,本设计A/D转换器采用的是ADC0804。
芯片的CLKIN端和CLKR端配合可以由芯片自身产生时钟脉冲。
测量物体表面辐射能量的热释电传感器有效调节外界环境的温度起伏影响,由于传感器探测到的人体红外线信号较弱,当转化为电压后需要通过放大器放大电压信号。
因为探测器测到的信号可能掺杂了外界环境的某些因素,所以放大电路中要加入低通滤波电路把多余的杂信号过滤掉。
探头使用的是红外线传感器,它能接收人体发射出的红外线并使之转换成电压信号。
设计选用的是PM611单元热释电传感器,这种传感器虽是单灵敏元,由于它采用一个接收元和二个并联的补偿元串接的结构,故也能有效地补偿环境温度起伏,振动等干扰影响。
它的工作温度是-20℃——+70 ℃,特别适合测量人体的温度,当然也适合一些动物的测量。
液晶显示器选用的是2行16个字的液晶显示屏,当测量按钮按下时,整个电路开始工作,物体表面辐射的能量经热释电传感器接收后,将热辐射信号转化为电信号,经由放大电路放大后到达A/D模数转换器,AT89C51单片机作为CPU 接收经A/D转换后的数字信号,经数据处理后转换成物体表面温度显示在液晶显示屏上。
三、PCB板图
四、3D效果图:
正面图
反面图。
人体红外测温系统设计一、本文概述随着科技的发展和人们生活水平的提高,对健康和安全的关注日益增强。
在这个背景下,人体红外测温系统作为一种非接触式的温度测量方式,以其快速、准确、安全的特点,逐渐在医疗、公共安全、交通等领域得到广泛应用。
本文旨在深入研究和探讨人体红外测温系统的设计原理、技术实现和应用前景,以期为相关领域的实践和发展提供理论支持和技术指导。
本文将首先介绍人体红外测温系统的基本原理,包括红外辐射的基本理论、人体红外辐射的特性以及红外测温的基本原理。
在此基础上,详细阐述人体红外测温系统的设计过程,包括硬件设计、软件设计以及算法优化等方面。
还将对系统的性能进行评估,包括测温精度、稳定性、响应时间等指标的分析和测试。
本文将对人体红外测温系统的应用前景进行展望,探讨其在不同领域的应用可能性和发展潜力。
通过本文的研究和探讨,旨在提高人体红外测温系统的技术水平和应用效果,为人们的健康和安全提供更加可靠的保障。
也希望能够激发更多研究者和从业者对人体红外测温系统的兴趣和关注,推动相关技术的不断创新和发展。
二、红外测温技术原理红外测温技术是一种非接触式的温度测量技术,其基本原理基于物体发射的红外辐射与物体温度之间的关系。
所有高于绝对零度的物体都会发射红外辐射,这种辐射的强度与物体的温度有直接关系。
红外测温仪通过接收并测量目标物体发射的红外辐射,然后根据特定的算法将辐射强度转换为温度值,从而实现对物体温度的测量。
红外测温技术的核心在于红外辐射与温度之间的转换关系。
根据普朗克辐射定律,黑体在任意温度下,其单位面积在单位时间内向各个方向辐射出的总能量与黑体的绝对温度的四次方成正比。
红外测温仪通常采用黑体辐射定律作为理论基础,通过测量目标物体发射的红外辐射强度,再结合目标物体的发射率(即物体发射的红外辐射与相同温度下黑体发射的红外辐射之比),经过计算得到物体的真实温度。
红外测温技术具有测量速度快、非接触、测温范围广、受环境影响小等优点,因此在医疗、工业、安全监控等领域得到了广泛应用。
PCBA方案一一额温枪(红外线测温仪)方案开发额温枪(红外线测温仪)针对量测人体额温基准设计,使用非常简单、方便。
1秒可准确测温,无镭射点,免除对眼睛之潜在伤害,不需接触人体皮肤,避免交叉感染,一键测温,排查流感。
适合家庭用户、宾馆、图书馆、大型企事业单位,也可以用于医院、学校、海关、机场等综合性场所,还可以提供给医务人员在诊所使用。
一、额温枪用途(1)人体体温测量:准确的测量人体体温,替代传统的水银体温计。
准备想要孩子的女性可以随时利用红外线测温仪(额温枪)来监测基础体温,记录排卵期的体温,并选择合适的时机受孕,还能测温判断怀孕等等。
当然,还有最重要的,随时观察自己体温是否存在异常,避免感染流感,防范猪流感等。
(2)皮肤温度测量:测量人体的皮肤的表面温度,比如可用于断肢再植入手术时需要测量皮肤的表面温度。
(3)物体温度测量:测量物体的表面温度,比如可用于茶杯外表的温度的测量。
(4)液体温度测量:测量液体的温度,如婴儿洗澡水的温度,宝宝洗澡的时候测一下水温,不再担心凉了或者烫着;还可以测量牛奶瓶的水温,方便冲调Baby的奶粉。
(5)可以测量室温。
二、额温枪工作原理任何物体在高于绝对零度(-273°C)以上时都会向外发出红外线,额温枪通过传感器接收红外线,得出感应温度数据。
额温枪的原理就是将热释电传感器输出的电压信号准确转换成温度值显示出来,其中的关键器件就是热释电传感器,也被成为人体红外传感器。
虽然测量原理不算复杂,但成品额温枪依然有五大技术难点。
(1)传感器输出信号幅度小,实测电压低至2PV。
(2)传感器输出信号幅度会受到环境温度的影响,需要做环境温度补偿。
(3)传统额温枪方案不对外开放,有相关经验的工程师少。
(4)做好额温枪需要电子、光学、热学的综合知识。
(5)设计和生产需要精密的实验测试环境(恒温环境)和仪器设备(恒温槽)。
红外测温原理物体处于绝对零度以上时,因为其内部带电粒子的运动,以不同波长的电磁波形式,向外辐射能量,波长涉及紫外、可见、红外光区,但主要处于0∙76~3um的近红外、3~6μm中红外、6-15μm 远红外区。
陕筋瘗工曙整毕业论文(设计)任务书院(系)机械工程学院_________ 专业班级测控092班__________ 学生姓名石涛___________一、毕业论文(设计)题目_________________ 红外人体温度测量系统的设计_________________________二、毕业论文(设计)工作自2012 年11月19 日起至2013 年6月20日止三、毕业论文(设计)进行地点:_________________ 校内_________________________________________四、毕业论文(设计)的内容要求:1、设计课题简介:人体温度是表征人正常生理活动的重要指标之一,也是临床上诊断疾病需要检测的生理指标之一。
普通的体温计虽然可以准确测量人体温度,但测量时间较长,红外温度测量可以实现非接触、短时间准确测量人体温度,尤其适合在人流密度高、流行病高发区使用。
本次设计要求在熟悉目前红外人体温度测量原理基础之上,完成红外人体温度测量系统方案设计,要求方案能够实现连续测量、数据保存、清零、数据检索、测量前校准、超限报警、系统复位等功能,方案整体简便可行;针对制订出的设计方案,完成硬件电路部分设计(包括数据采集部分、信号调理、数字显示部分设计、元器件选型等),并完成相应的图纸和设计说明书(论文),完成专业外文资料翻译任务。
2、设计内容及要求:1).搜集有关资料,撰写毕业设计开题报告。
2).根据现有条件,在充分了解目前红外温度测量原理的基础上提出合理的系统总体设计方案。
3)•拟定红外人体温度测量系统方案,完成相应的设计计算,绘制方案原理图,硬件接线图,软件设计,硬件搭接、系统联调及标定,要求能够正确实现测量功能。
4)设计说明书:1份。
3、设计说明书格式要求:设计说明书应包括:序言、目录、摘要(中英文)、关键词(中英文)、中图分类号、正文(含设计方案论证、设计及其它说明等)、结束语和参考文献等内容,并按照封页、设计任务书、序言、目录、摘要、关键词、正文、结束语、参考文献和封底的顺序装订。
红外人体感应开关电路的设计红外人体感应开关是一种利用红外线感应人体动作的技术,广泛应用于室内灯光控制、安防系统等领域。
它通过感应人体的红外线辐射来控制开关的状态,当检测到人体时,开关自动开启相应的装置,当人离开时,开关自动关闭。
红外传感器模块是整个电路的核心部分,它用于检测人体的红外线辐射。
常见的红外传感器有红外感应发射管和红外感应接收器。
红外感应发射管通过发射红外线辐射,而红外感应接收器用于接收红外线辐射。
当有人体经过时,人体会发出红外线辐射,红外感应接收器就会接收到红外线信号。
信号处理模块用于处理红外传感器接收到的信号。
它通常包括信号放大、滤波和数字转换等功能。
信号放大模块用于放大红外线信号,使其达到适合后续处理的幅度。
滤波模块用于滤除噪声,以保证信号的准确性和稳定性。
数字转换模块将模拟信号转换为数字信号,方便后续的开关控制。
开关控制模块用于控制开关的状态。
它通常包括开关驱动电路和继电器。
开关驱动电路用于将数字信号转换为适合驱动继电器的电平信号。
继电器作为开关的控制器,根据开关驱动电路的输出信号,控制开关的开启和关闭。
在红外人体感应开关电路的设计中,还需要考虑一些细节问题。
首先,红外传感器的布置要合理,以保证检测到人体的红外线辐射。
其次,信号处理模块的放大倍数和滤波器的频率要根据实际情况进行调整,以提高信号的准确性和稳定性。
最后,开关控制模块要选择适合的继电器和开关驱动电路,以确保开关的可靠性和稳定性。
总之,红外人体感应开关电路的设计需要考虑红外传感器、信号处理和开关控制等多个方面的因素。
只有合理设计和精心调试,才能保证红外人体感应开关的正常工作,并满足实际应用需求。
XX大学课程设计说明书2013/2014 学年第 2 学期学院:信息与通信工程学院专业:XXXXXXXX学生姓名:XX 学号:XXXXXXX课程设计题目:人体红外辐射检测电路设计起迄日期:201X年05月26日~201X年06月06日课程设计地点:XX大学5院楼513、606指导教师:XXX【目录】摘要 (1)关键词 (1)第一章课题要求1.1课题背景 (2)1.2设计目的 (2)1.3设计内容和要求 (2)第二章方案分析2.1课题名称 (3)2.2主要功能 (3)2.3设计思路 (3)2.4实现原理 (3)2.5主要过程 (4)第三章电路设计3.2电气规则检测报告 (5)3.3信号检测放大电路 (5)3.4信号延时电路 (5)3.5电压比较电路 (6)3.6电源供电电路 (7)第四章 PCB设计4.1 PCB布线图 (8)4.2 PCB覆铜效果图 (9)4.3线路焊盘图 (10)第五章 Multisim仿真Multisim仿真电路图:5.1信号检测放大电路 (11)5.2延时电路 (11)5.3电压比较电路 (12)第六章主要元件介绍6.1元器件清单 (15)6.2主要元件介绍 (15)6.2.1 热释电红外传感器——RE200B (15)6.2.2 555定时器——NE555 (17)6.2.3集成运放——AD620 (19)第七章结果分析结果分析 (19)第八章设计心得设计心得 (20)第九章附录参考文献 (20)【摘要】红外辐射检测技术在各领域都有广泛地应用,其中基于热释电传感器的人体热辐射检测电路,通过对人体红外辐射的检测,进一步实现了对人体的识别。
本文中所设计的红外检测电路设计了包含:信号检测放大电路、延时电路、电压比较电路、电源供电电路四部分,分析了本检测电路的工作原理,并进行了仿真论证。
所设计的电路性能可靠、成本低、进一步完善后可应用于防盗、报警、照明等诸多实用电路中。
【关键词】热释电传感器红外检测 Multisim Protel【第一章】课题要求1.1课题背景随着社会的不断进步和科学技术不断发展,基于热释电传感器的人体红外检测电路价格低廉、制作简单、成本低,安装比较方便,性能比较稳定,灵敏度高、安全可靠等特点,应用前景广阔。
人体红外测温系统设计一、引言在当今全球范围内,新冠疫情的肆虐给社会带来了巨大的挑战。
为了做好疫情防控工作,尤其是预防病毒感染传播的措施,各个场所需要使用有效的测温系统来筛查出体温异常的人员。
传统的体温测量方法需要接触或近距离测量,对工作人员和被测者增加了交叉感染的风险。
而人体红外测温系统则可以通过非接触式测温来实现快速、准确、安全地监测人体温度。
二、人体红外测温系统原理人体红外测温系统基于红外线成像技术和温度测量原理,通过感应人体表面的红外辐射,将红外能量转化为电信号,然后经过处理和分析,从而得到人体温度信息。
其主要原理如下:1. 红外辐射感应人体表面的皮肤温度主要是通过辐射的方式传递的,而红外线正是人眼无法看见的电磁辐射波段。
红外传感器可以感应到人体发出的红外辐射,将其转化为电信号。
2. 红外成像红外成像技术将感应到的红外辐射转化为可见的图像,显示出人体表面不同部分的温度分布。
红外摄像头可以将红外线转化为热图,通过不同颜色的表示来显示人体各个部位的热量。
3. 温度测量系统依据红外成像得到的图像,通过对图像进行分析和处理,测量出人体不同部位的温度。
通过将红外传感器的输出电信号与特定算法结合,可以精确地计算出人体的表面温度。
三、组成部分及工作原理人体红外测温系统一般由红外传感器、红外摄像头、数据处理器等主要部件组成。
其工作原理如下:1. 红外传感器红外传感器是系统的核心部件,负责感应人体发出的红外辐射。
常用的红外传感器有热电偶和热敏电阻。
当人体靠近红外传感器时,传感器感应到的红外辐射电信号会随之变化,并将其转化为电流或电压信号。
2. 红外摄像头红外摄像头通过光学透镜抓取红外辐射,然后将其转化为电信号。
通过调整焦距和放大倍率,可以得到更明晰的红外图像。
摄像头还可以通过控制器和电脑进行毗连和图像处理。
3. 数据处理器数据处理器负责接收来自红外传感器和红外摄像头的信号,并对其进行处理和分析。
常用的处理方法包括滤波、放大、微分和积分等。
红外数字体温计设计及制作1、设计任务本课题针对目前国内外红外测温仪的现状,在查阅了大量文献的基础上,以智能红外测技术作为参考,提出并设计了一种基于51单片机的智能红外测温仪。
红外测温为测量人体温度提供了快速、非接触测量手段,可广泛、有效地用于密集人群的体温测量。
非接触红外测温计针对特定人群,比如儿童或老人,极其方便。
且利用单片机技术开发的语音功能便可克服传统体温计的许多缺陷。
它不但可以以数字的方式显示出测量结果,使测量过程变得直观,而且可以根据需要以语音播报出当前的温度值,除此之外,语音体温计还具有较高的灵敏度,可以在几秒钟内测得结果,且寿命长,是较为理想的测温仪器。
(1)电源开关,电源指示灯,工作指示灯,复位开关,设置报警上下限。
(2)红外温度检测传感器,信号要传送到控制器,同时显示体温(3)当体温超过标准时,灯光闪烁,蜂鸣器轰鸣,语音提示体温。
(4)误差要求: 0.2OC,量程20-50OC2、设计方案以STC89C52单片机为核心控制芯片,采用电路、模块结合化设计。
本设计主要分为:红外测温模块、报警电路和显示电路。
同时,本设计还增加智能温度报警等功能。
红外测温模块主要用来测量人体体温,并通过液晶显示屏显示其温度,当人体体温高于正常温度时进行指示灯报警;此功能主要目的是在流行病多发季节,提醒人们适当减少出行,避免交叉感染。
信号处理单元主要分为:高精度放大器、A/D转换电路、译码显示电路与报警电路。
高频振荡器、振荡检测器电路、音频振荡器电路和功率放大器电路等部分构成。
2.1设计框图本设计以STC89C52单片机为核心控制器,加上其他的模块一起组成非接触人体红外测温的整个系统,其中包含中控部分、输入部分和输出部分。
中控部分采用了STC89C52单片机,其主要作用是获取输入部分数据,经过内部处理,控制输出部分。
输入由三部分组成,第一部分是MLX90614红外测温模块,通过该模块可检测当前的人体温度;第二部分是独立按键,通过三个独立按键切换界面和设置人体温度的上下限值;第三部分是供电电路,给整个系统进行供电。
额温枪电路1. 介绍额温枪是一种用于测量人体体温的仪器,其电路设计主要通过测量体表的红外辐射来获取准确的体温数据。
额温枪电路的设计需要考虑到准确性、稳定性和可靠性等因素。
本文将介绍额温枪电路的原理、设计要点以及常见的实现方式。
2. 原理额温枪利用红外传感器来测量人体体温,其基本原理是测量人体头部发出的红外线辐射。
红外线与热量有关,人体会随着体温的升高而发出更多的红外辐射。
额温枪通过红外传感器接收到红外线信号后,经过一系列的电路处理和算法计算,最终得到准确的体温数据。
3. 额温枪电路设计要点设计额温枪电路需要考虑以下几个关键要点:3.1 红外传感器选择合适的红外传感器至关重要。
传感器的灵敏度、响应时间以及准确性等都会影响测量结果的精确度。
常见的红外传感器有热电偶和热敏电阻等,根据实际需求选择合适的传感器。
3.2 信号放大和滤波红外传感器输出的信号较弱,需要经过放大电路进行放大,提高信号强度。
同时,由于信号中可能存在噪声,需要进行滤波处理,以确保测量结果的稳定性和准确性。
3.3 温度校准由于环境温度的变化会影响红外辐射的强度,需要对额温枪进行温度校准。
校准的方法可以是通过一段时间内的稳定测量来获得环境温度,进而修正测量结果。
3.4 温度计算测量到的红外辐射强度可以转换为温度值,通常使用斯特芬-玻尔兹曼定律进行计算。
该定律指出,物体辐射的功率与绝对温度的四次方成正比。
通过计算和校准,最终得到人体的体温。
4. 额温枪电路的实现方式根据不同的设计需求和预算,额温枪电路可以有多种不同的实现方式。
下面列举几种常见的实现方式:4.1 独立设计一种方式是自己设计完整的额温枪电路。
这种方式需要具备深厚的电路设计和红外技术知识,包括传感器的选择和使用、放大电路的设计、滤波电路的设计以及温度计算算法的实现等。
4.2 基于现有模块的设计另一种方式是基于现有的模块进行设计。
市场上存在各种成熟的红外测温模块,可以直接使用这些模块来实现额温枪电路。