有关红外线测温仪毕业设计的文献综述

文献综述

目前，众所周知的测量温度的工具有电子体温计，传统的水银温度计。随着社会节奏的加快，父母如果要帮助孩子测体温是非常不方便的一件事情。而且对于小孩是好动的，帮他们测量温度一定是非常麻烦的事情。对于帮助老人测量温度，由于老人不方便，使用传统温度计是非常不方便的，而且老人视力不好，不容易看清楚体温计上面的温度刻度。在人流量大，人群密集的地方，如果使用体温计去检查具有某种特征的疾病，是及其不方便的，并且效率是非常低的。在针对因体温升高为特征的传染疾病时，因为必须接触身体才能精确地检查出温度来，所以大规模的接触，是非常不卫生，非常不安全的。红外测温仪[1]却可以在人流量大，人群密集的地方，并且可以快速的，准确的测量人群的体温，迅速的判断其是否有某种疾病的特征。可以进行广泛的体温筛选。

红外测温仪具有很多传统温度计不能相提并论的地方，由于许多的传染病发生的时候，常常都是会引起人体体温的升高。所以，快速准确的排除出发热的病者，对于发现和控制传染源，防止病情扩散，防止引起人传人的现象是有非常重大的意义的。红外测温仪因为其特有的快速准确的测量病人的温度，为广大医护人员检测病情提供了非常大的帮助，可以非常有效的预防和控制因体温升高为特征的传染疾病的传播。

红外检测是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术，它综合了光电成像技术、计算机技术、图像处理技术。其原理是通过接收物体发出的红外线，然后将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分布情况具有准确、实时、快速等优点。自然界的任何物体因为其内部的分子不停的无规则的运动都会向外辐射红外能量，从而在物体表面形成一定的温度场俗称“热像”[2]。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断设备发热情况。目前应用红外诊技术的测试设备比较多如红外测温仪、红外热电视、红外热像仪等等。像红外热电视、红外热像仪等设备利用热成像技术将这种看不见的“热像”转变成可见光图像使测试效果直观灵敏度高能检测出设备细微的热状态变化准确反映设备内部、外部的发热情况可靠性高对发现设备隐患非常有效。

红外诊断技术[3]对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测使

传统电气设备的预防性试验维修(预防试验是50年代引进前苏联的标准)提高到预知状态检修这也是现代电力企业发展的方向。特别是现在大机组、超高电压的发展对电力系统的可靠运行关系到电网的稳定提出了越来越高的要求。随着现代科学技术不断发展成熟与日益完善利用红外状态监测和诊断技术具有远距离、不接触、不取样、不解体又具有准确、快速、直观等特点实时地在线监测和诊断电气设备大多数故障(几乎可以覆盖所有电气设备各种故障的检测)。它备受国内外电力行业的重视(国外70年代后期普遍应用的一种先进状态检修体制)并得到快速发展。红外检测技术[4]的应用对提高电气设备的可靠性与有效性提高运行经济效益降低维修成本都有很重要的意义。是目前在预知检修领域中普遍推广的一种很好手段又能使维修水平和设备的健康水平上一个台阶。

目前应用红外诊断技术的测试设备比较多如红外测温仪、红外热电视、红外热像仪等等。像红外热电视、红外热像仪[5]等设备利用热成像技术将这种看不见的“热像”转变成可见光图像，使测试效果直观灵敏度高能检测出设备细微的热状态变化准确反映设备内部、外部的发热情况可靠性高对发现设备隐患非常有效。

现在我国在研究一种体积非常小成本非常低，而且不容易受外界环境温度干扰的人体红外测温仪[9]，这个研究将会对医学的发展有很重大的意义。自从1800年英国天文学家F2W2赫歇尔发现红外辐射至今，红外技术的发展经历了将近两个世纪。从那时开始红外辐射和红外元件、部件的科学研究逐步发展但发展比较缓慢，直到1940年前后才真正出现现代的红外技术。当时德国研制成硫化铅和几种红外透射材料利用这些元、部件制成一些军用红外系统如高射炮用导向仪、海岸用船舶侦察仪、船舶探测和跟踪系统机载轰炸机探测仪和火控系统等等。其中有些达到实验室试验阶段有些已小批量生产但都未来得及实际使用。

此后美国、英国、前苏联等国竞相发展。特别是美国大力研究红外技术在军事方面的应用。目前美国将红外技术应用于单兵装备、装甲车辆、航空和航天的侦察监视、预警、跟踪以及武器制导等各个领域。对于红外传感器的全球市场第三世界国家将比欧美更加看好。

虽然欧美很多工业国家加工业广泛但其市场以趋向饱和而在中国以及拉美一些新兴国家和地区随着其经济的复苏与发展各国各地区纷纷加强工业化建设加工厂不断增多，红外传感器在该区域的销量每年以25%的速度增长并且其市场销量还处于增长趋势。

我国的红外检测技术的发展起步应该算比较晚的。直到2003年非典的袭击，我国才迅速诞生了一支专门抗击非典的医疗仪器队伍特别是在红外体温检测仪的研发方面取得了突出的成就。国家相关部门也在重点强调非接触式体温计的研发。随着工农业、国防事业、医学的发展对温度测量越来越迫切。在某些场合温度测量逐步上升为主要矛盾引起了个方面的普遍重视。例如在不停机的情况下对机械设备、电力设备、生产设备等进行温度测量在不能造成产品的污染或损坏的情况下对生产过程或仓库的产品温度进行测量在医学领域内，为了了解病人的身体状况需要对病人身体的各个铺位的温度进行安全的测量。在这种背景下使用方便、可快速对物体温度进行非接触无损测量的红外测温技术得到的了极大的发展。非接触红外测温的优点[9]如下：

a.它的测量不干扰被测温度场，不影响温度场的分布，从而具有较高的测量准确度

b.温度范围宽。在理论上无测量上限可以测量相当高的温度

c.测量器的反应时间短，反应速度快易于快速与动态测量

d.不必接触被测物体操作方便

e.可以确定微小目标的温度

从根本上解决普通温度测量技术在不能再测量条件下测量的难题 所以研究红外测温的意义重大。

红外测温仪是利用红外传感器对被测目标时的热辐射进行采集，通过转换电路将红外传感器[14]采集到的光信号转换成电信号，再将电信号通过放大电路，A/D 转换等单元电路处理后送到单片机中，最后单片机[15]将带有数据信息的电信号进行分析处理，将电信号转变成与之相对应大小的温度值显示输出。其中要解决的问题有：体温信号的非接触测量、微弱电压信号的放大、传感器的环境温度补偿等。其中体温测量选用红外热释传感器OTP-538U、LM324进行电压放大、ADC0804进行模数转换，系统控制及数据处理等功能都用AT89C51单片机[7]实现，通过LCD12864显示屏进行显示。红外测温仪由光学系统、信号放大器及信号处理、显示输出、报警电路等部分组成。

参考文献：

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