基于红外传感器的测温系统
红外线测温仪的原理
红外线测温仪的原理
红外线测温仪基于物体的热辐射原理，利用红外线传感器来测量物体表面的温度。
其工作原理如下：
1. 物体发出热辐射：根据物体的温度，它会发出一定的热辐射，其中包括热量最多的红外线辐射。
2. 接收红外线辐射：红外线传感器会接收到物体发出的红外线辐射，红外线的功率与物体温度成正比。
3. 过滤其他辐射：红外线测温仪会通过滤光板或窗口来阻挡其他不相关的辐射，如可见光和紫外线辐射。
4. 透镜聚光：红外线测温仪通过透镜来聚焦红外线辐射，使其能够准确地照射到测量目标的表面上。
5. 电信号转换：红外线传感器会将接收到的红外线辐射转换为电信号。
6. 温度计算：通过对电信号进行处理和计算，红外线测温仪可以确定测量目标表面的温度。
总的来说，红外线测温仪利用物体表面发出的红外线辐射来测量温度，通过透镜
聚光和电信号转换，最终计算出温度值。
红外测温仪传感器的工作原理
红外测温仪传感器的工作原理红外测温仪传感器是用红外线的物理性质来进行测量的传感器。
红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。
它是一种不可见光，其光谱位于可见光中红色以外，所以称红外线。
工程上把红外线占据在电磁波谱中的位置（波段）分为：近红外、中红外、远红外、极远红外四个波段。
任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于零度），都能辐射红外线。
红外测温仪传感器的工作原理并不复杂，一个典型的传感器系统各部分的实体分别是：1、待测目标：根据待测目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。
2、大气衰减：待测目标的红外辐射通过地球大气层时，由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。
3、光学接收器：它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。
相当于雷达天线，常用是物镜。
4、辐射调制器：对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光，提供目标方位信息，并可滤除大面积的干扰信号。
又称调制盘和斩波器，它具有多种结构。
5、红外探测器：这是红外系统的核心。
它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出来的电学效应。
此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。
6、探测器制冷器：由于某些探测器必须要在低温下工作，所以相应的系统必须有制冷设备。
经过制冷，设备可以缩短响应时间，提高探测灵敏度。
7、信号处理系统：将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取出信息。
然后将此类信息转化成为所需要的格式，后输送到控制设备或者显示器中。
8、显示设备：这是红外设备的终端设备。
常用的显示器有示波器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。
依照上面的流程，红外系统就可以完成相应的物理量的测量。
红外系统的核心是红外探测器，按照探测的机理的不同，可以分为热探测器和光子探测器两大类。
基于STM32的非接触式红外体温检测系统设计
基于STM32的非接触式红外体温检测系统设计目录一、内容概括 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的与意义 (4)1.3 研究内容与方法 (5)二、系统设计与实现 (6)2.1 系统总体设计 (7)2.1.1 硬件设计 (8)2.1.2 软件设计 (10)2.2 系统实现与调试 (11)2.2.1 硬件实现与调试 (12)2.2.2 软件实现与调试 (14)三、系统功能测试与分析 (15)3.1 功能测试 (16)3.1.1 红外体温检测功能测试 (18)3.1.2 数据处理与存储功能测试 (19)3.2 性能分析 (19)3.2.1 系统响应时间分析 (21)3.2.2 系统精度分析 (22)四、系统总结与展望 (23)4.1 系统总结 (24)4.2 研究不足与展望 (25)一、内容概括硬件设计：详细阐述系统的硬件组成，包括STM32主控芯片的选择与配置、红外温度传感器件的选择与接口设计、外围电路（如电源电路、信号调理电路等）的设计原则和要求。
软件设计：介绍系统的软件架构，包括STM32的软件编程环境、主程序设计思路、中断服务程序的设计、数据处理与显示方法等。
红外测温原理及实现：介绍红外测温技术的基本原理，包括红外辐射定律、测温公式等，以及如何实现非接触式测温，如温度信号的采集与处理、测温精度的保证等。
系统调试与优化：阐述系统在开发过程中可能遇到的问题及解决方案，如温度测量的准确性、系统稳定性、响应速度等方面的调试与优化方法。
系统性能评估：对设计完成的系统进行性能评估，包括测温范围、测温精度、稳定性、功耗等方面的测试与分析。
实际应用及展望：介绍系统在实际应用场景中的表现，如医疗、工业等领域的体温检测应用，并展望未来的发展方向，如提高测温精度、降低成本、实现多参数检测等。
本设计旨在实现一个高性能、低成本、易于实现的红外体温检测系统，具有一定的市场应用前景。
1.1 研究背景全球气候变化和公共卫生问题日益严重，如流感、新型冠状病毒感染等传染病频繁爆发，严重威胁着人类的生命安全和身体健康。
红外测温的研究
红外测温的研究摘要:随着科技的进步,社会的发展，经过人们不懈的努力研究,终于研制出了一种新型的测温技术——红外测温。
这是一项新型的测温技术，它是根据人体发出的特定波段的红外线来测量人体温度的。
本文阐述了基于红外线传感器的红外测温仪的工作原理，讨论了该系统的设计与实现方法，简单介绍了测温系统的适用条件。
关键词:红外传感器，温度测量，单片机一、绪论1红外测温技术的发展历程和前景1800年，英国物理学家F.W.赫胥尔从热的观点来研究各种色光时，发现了红外线。
他在研究各种色光的热量时，有意地把暗室的唯一的窗户用暗板堵住，并在板上开了一个矩形孔，孔内装一个分光棱镜。
当太阳光通过棱镜时，便被分解为彩色光带，并用温度计去测量光带中不同颜色所含的热量。
为了与环境温度进行比较，赫胥尔用在彩色光带附近放几支作为比较用的温度计来测定周围环境温度。
试验中，他偶然发现一个奇怪的现象:放在光带红光外的一.支温度计，比室内其他温度的批示数值高。
经过反复试验，这个所谓热量最多的高温区，总是位于光带最边缘处红光的外面。
于是他宣布太阳发出的辐射中除可见光线外，还有一种人眼看不见的“热线”，这种看不见的“热线”位于红色光外侧，叫做红外线。
二、红外测温仪原理简述和基础理论2.1原理简述此方案选用AT89S52单片机为中央处理器，通过红外温度传感器对目标进行温度采集，将采集到的温度信号传输给单片机控制显示器，并比较采集温度与设定温度是否一致，当超出设定范围后进行声光报警，上/下限温度用键盘设定，并可实现报警、控制等多项功能。
2.2红外测温仪性能指标1.确定测温范围:测温范围是测温仪最重要的--个性能指标。
每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围。
2)确定目标尺寸:红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(辐射比色测温仪)。
3)确定距离系数(光学分辨率):距离系数由D: S之比确定，即测温仪探头到目标之间的距离D与被测目标直径之比。
4)确定波长范围:目标材料的发射率和表面特性决定测温仪的光谱相应波长对于高反射率合金材料，有低的或变化的发射率。
红外摄像头测温原理
红外摄像头测温原理
红外摄像头测温原理基于物体辐射出的红外波长与物体的表面温度之间的关系。
物体表面的温度越高，则辐射出的红外波长就越短，反之亦然。
红外摄像头使用红外传感器来感测这些辐射出的波长，然后通过计算来确定物体表面的温度。
具体的测温过程包括以下步骤：
1.红外摄像头通过镜头捕捉物体表面的红外辐射信号；
2.从该信号中提取出物体表面的温度信息；
3.根据预设的参数和阈值，将物体表面的温度值转换为数字信号；
4.将数字信号通过软件系统进行处理，可以显示测量结果，例如温度数字、热图、趋势分析等。
需要注意的是，红外摄像头测温原理适用于非接触式测温，只有当物体表面红外辐射充分到达摄像头时，才能精确地测量温度。
如果物体表面或环境存在较强的反射或散射，可能会导致测量结果的误差。
因此，在进行测量前需要对测量环境进行充分的考虑和调整。
基于STM32的红外测温系统设计
目录中文摘要............................................................ - 2 -英文摘要............................................................ - 2 -1 引言......................................................... - 3 -1.1 课题研究的背景及意义.............................................. - 3 -1.2 数字式测温和红外测温技术的发展现状................................ - 4 -1.3红外测温的特点.................................................... - 5 -2 系统的方案设计与论证 ............................................. - 5 -2.1 单片机选择与论证.................................................. - 5 -2.2 红外传感器选择与论证.............................................. - 6 -2.3 显示模块选择与论证................................................ - 6 -3 系统硬件的设计................................................... - 6 -3.1 STM32F103系列微控制器概述....................................... - 7 -3.2 MLX90614红外测温模块设计........................................ - 9 -3.3 DS18B20温度检测模块设计 ........................................ - 10 -3.4 LCD1602显示模块设计............................................ - 11 -3.5 按键控制模块设计................................................. - 12 -3.6复位电路设计..................................................... - 13 -3.7电源电路设计..................................................... - 13 -3.8报警电路设计..................................................... - 14 -3.9本章总结......................................................... - 15 -4 系统的软件设计.................................................. - 15 -4.1 主程序流程图的设计............................................... - 16 -4.2 部分程序流程图的设计............................................. - 17 -4.3 程序实现......................................................... - 20 -5 系统调试........................................................ - 27 -5.1 系统软件调试..................................................... - 27 -5.2 系统硬件调试..................................................... - 30 -6 总结............................................................ - 31 -谢辞................................................ 错误!未定义书签。
红外传感器测温原理
红外传感器测温原理
当物体表面的温度高于它的黑体辐射温度时，物体就会向外辐射红外线，物体表面发射的红外能量与它的温度之间存在一定的关系，物体的发射率（或吸收率）越大，其红外辐射能量与物体表面温度之间的关系越显著。
当物体发射红外线时，它就向外辐射了能量，这种能量与该物体的温度之间存在一定的关系。
根据黑体辐射原理，只要知道了红外传感器测出的红外辐射能量与被测物体表面温度之间的关系，就可以通过测量被测物体表面发射出的红外线来间接地知道其温度。
红外测温仪主要由三个部分组成：热敏电阻、信号放大器和信号处理系统。
热敏电阻是红外测温传感器中最重要也是最关键的部件，它主要用来测量目标与非目标之间的温差。
热敏电阻是由一种半导体材料制成，其内部有一组互相垂直的单晶硅原子排布，由于每组原子都有各自稳定的能级，它们在电场作用下会产生移动而产生电流。
这种移动的电子就会受到温度变化而改变其能量状态，这种变化就反映在电阻值上。
—— 1 —1 —。
红外测温系统PPT课件
1
2
3
2021/1/1
测量部分电路
T
220V～
TRANS1
电源电路
S +12
1
VD5
B
U
IN4001
4
2
2A/50V
C10
C11
470uF/25V 0.1uF
C9 47uF/16V E 12V
BRIDGE1
3
电源电路
该系统电源电路如图所示。该系统采用12V 直流电源供电。将220V交流电通过 变压器T 降压，全桥U 整流，C10 滤波，为系统提供12V直流电压。
A
Title
2021/1/1
Size
Num be r
B
Date: 23-Aug-2012
Revision Sheet of
6. 总结
红外测温技术随着现代技术的发展日 趋完善,以其非接触和快速测温的优点，在 工业、农业、医疗和科学研究方面都有着 广泛的用途。开发更新型的红外测温技术， 完善红外测温仪的性能是时代发展的要求。
PbTT4
根据斯特藩—玻耳兹曼定理黑体的辐出度 Pb(Τ)与温度Τ 的四次方成正比， 即：
PbTT4
式中，Pb(T)—温度为T 时，单位时间从黑体单位面积上辐射出的总辐射能， 称为总辐射度； σ—斯特藩—玻耳兹曼常量； T—物体温度。 式（2）中黑体的热辐射定律正是红外测温技术的理论基础。如果在条件相同 情况下，物体在同一波长范围内辐射的功率总是小于黑体的功率，即物体的 单色辐出度 Pb(Τ)小于黑体的单色黑度ε(λ)，即实际物体接近黑体的程度。
2021/1/1
积分显示电路
测量部分电路
R13
B
红外体温计工作原理
红外体温计工作原理
红外体温计是一种用于测量人体表面温度的仪器，其工作原理基于红外线辐射测温技术。
以下是红外体温计的主要工作原理：
1.红外辐射：所有物体都以一定强度和频率辐射热能，其中包括红外辐射。
根据斯蒂法-玻尔兹曼定律，物体的红外辐射功率与其绝对温度的四次方成正比。
2.光学系统：红外体温计包含一个光学系统，通常是一块光学透镜。
透镜用于聚焦被测对象表面的红外辐射。
3.红外传感器：光学系统中还包括一个红外传感器，该传感器专门用于探测物体表面发射的红外辐射。
4.温度计算：传感器测量红外辐射的强度，并将其转换成一个与物体表面温度相关的电信号。
仪器通过内部的算法和校准曲线，将电信号转换为相应的温度值。
5.显示和报警：仪器通常配备有显示屏，用于显示测量到的温度值。
一些红外体温计还具有报警功能，当测得的温度超过设定的阈值时，仪器会触发报警以提醒用户。
需要注意的是，红外体温计是一种非接触式的测温工具，它可以快速、准确地测量人体表面的温度而无需实际接触皮肤。
由于其非侵入性和便捷性，红外体温计在医疗、公共场所、交通站点等地方被广泛应用，特别是在需要快速筛查体温的情况下，如流行病防控期间。
红外测温探头原理
红外测温探头原理
红外测温探头是一种基于红外辐射原理的温度测量设备。
其工作原理基于物体的热辐射特性，根据物体表面的辐射能量来确定其表面温度。
红外辐射是物体在温度高于绝对零度时产生的一种电磁辐射。
根据普朗克辐射定律和斯特藩-玻尔兹曼定律，物体的辐射能
量与其温度呈正比。
红外测温探头内置的红外传感器能够接收到物体表面所发射的红外辐射。
这些传感器在特定波长范围内高度敏感，并能将接收到的红外辐射转换为电信号。
红外测温探头还包括一个光电元件，用于测量红外辐射的强度。
通过将红外辐射转换为电信号，探头能够计算出所测量的物体表面的温度。
为了提高测温精度，探头通常配备温度补偿技术。
这些技术包括环境温度补偿、辐射率补偿等，以消除外界环境对温度测量结果的影响。
红外测温探头具有非接触、快速、远距离测量等优点，适用于许多应用领域，如工业生产、医疗保健、建筑维护等。
在工业领域，红外测温探头常用于测量高温物体，如炉内温度、机械设备运行温度等。
总体而言，红外测温探头通过测量物体表面的红外辐射能量来
确定其温度，利用了物体的热辐射特性。
其原理简单、操作方便，并具有广泛的应用前景。
红外线测温仪工作原理
红外线测温仪工作原理
红外线测温仪的工作原理是基于物体辐射热量与物体表面温度之间的关系。
红外线测温仪可以将物体发出的红外辐射信号转化为温度值，从而测量物体的表面温度。
其工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 探测：红外线测温仪通过红外传感器探测物体表面发出的红外辐射。
2. 接收：红外线测温仪将探测到的红外辐射信号转化为电信号，并由光电转换器接收。
3. 滤波：电信号经过滤波器进行滤波处理，去除杂散噪声和干扰信号。
4. 放大：经过滤波处理后的信号被放大器放大，增加信号的稳定性和可测量范围。
5. 变换：将放大后的信号经过数模转换器（ADC）转换为数
字信号。
6. 处理：数字信号经过内部计算和处理，得出温度值。
7. 显示：计算得到的温度值通过系统控制器，在显示屏上显示出来。
总的来说，红外线测温仪通过探测物体发出的红外辐射信号，
并经过一系列的电信号处理和计算，最终得到物体的表面温度值。
这种工作原理使得红外线测温仪可以非接触地、快速准确地测量物体表面的温度。
基于红外线测温技术的精确温度测量方法研究与实现
基于红外线测温技术的精确温度测量方法研究与实现近年来，随着人们对精确温度测量需求的不断增加，红外线测温技术逐渐受到广泛应用。
本文旨在研究和实现一种基于红外线测温技术的精确温度测量方法。
首先，我们需要了解红外线测温技术的原理。
红外线测温技术是利用物体热辐射的不可见波长进行测温的一种方法。
物体温度越高，辐射的红外线能量越强，因此可以通过测量物体辐射的红外线能量来推断其温度。
在实际应用中，我们需要考虑到一些因素，以确保温度测量的准确性。
首先是环境温度对红外线测温的影响。
环境温度会对红外线测温设备产生干扰，因此我们需要进行环境温度校准，以消除干扰。
其次是目标物体表面特性的影响。
不同物体对红外线的反射、吸收和发射有所不同，因此我们需要根据目标物体的特性进行修正，以提高测量精确性。
为了进一步提高测量精度，我们可以采取多种补偿方法。
一种常用的方法是与接触式温度传感器结合使用，通过比较红外线测温和接触式测温结果来进行校准。
另一种方法是使用多点校准，即在不同温度下对红外线测温设备进行校准，以建立起温度和红外线测量值之间的关系模型。
此外，还可以利用其他传感器，如湿度传感器、大气压力传感器等，对测量进行进一步修正。
在实际应用中，我们还需要考虑到测量目标物体的远近问题。
红外线测温技术的工作距离一般在几厘米至数米之间，超出范围无法准确测量。
因此，对于距离远的目标物体，我们需要使用红外线测温设备的变焦功能或选择更适合的设备。
除了上述内容，我们还可以进一步优化红外线测温技术。
例如，利用计算机视觉技术结合红外线测温技术，可以实现对多个目标物体的同时测温，并进行自动识别和跟踪。
另外，结合无线通信技术，可以实现远程监测和控制，提高测温的便捷性和实时性。
总结起来，基于红外线测温技术的精确温度测量方法可以通过环境温度校准、目标物体特性修正和多种补偿方法来提高测量精确性。
同时，结合其他传感器和技术，可以进一步优化红外线测温技术的应用效果。
简要说明红外测温传感器的工作原理
红外测温传感器是一种能够通过红外线测量物体表面温度的传感器，它根据物体发出的红外辐射来确定其温度。
下面将从以下几个方面来简要说明红外测温传感器的工作原理：1. 红外辐射原理红外测温传感器的工作原理基于物体发出的红外辐射。
所有物体在温度高于绝对零度（-273.15°C）时都会发出红外辐射，这种辐射的强度和频谱分布受到物体温度的影响。
红外辐射的波长范围一般为0.7~1000微米，其中0.7~14微米的红外辐射被称为近红外辐射，14~1000微米的红外辐射被称为远红外辐射。
2. 探测原理红外测温传感器利用红外辐射的特性来测量目标物体的表面温度。
传感器的探测元件是一种能够感受、接收并转换红外辐射为电信号的探测器件，常用的探测元件包括热电偶、热敏电阻、热电堆等。
当目标物体发出红外辐射，探测元件会将其转换为相应的电信号，接着经过放大、滤波、放大、线性化等处理，最终输出为与目标物体温度成正比的电压信号。
3. 温度计算通过测量目标物体表面的红外辐射强度，红外测温传感器可以计算出目标物体的表面温度。
这一过程基于斯特藩—玻尔兹曼定律，该定律表明目标物体表面的红外辐射强度与其温度成正比。
传感器可以根据目标物体表面的红外辐射强度来计算出其温度。
总结：红外测温传感器通过探测目标物体发出的红外辐射，并将其转换为电信号，最终计算出目标物体的表面温度。
这种传感器可以在工业、医疗、消费电子等领域发挥作用，广泛应用于温度监测、红外热像仪、医学诊断、食品安全等领域。
其工作原理简单清晰，应用广泛，具有很高的实用价值。
红外测温传感器作为一种先进的测温技术，在工业、医疗、建筑、农业等领域发挥着越来越重要的作用。
传统的温度测量方式往往需要接触物体表面，而红外测温传感器则可以在不接触物体的情况下进行精确的温度测量，具有非接触、快速、准确的特点，因此备受青睐。
4. 热电偶、热敏电阻与热电堆的应用在红外测温传感器中，常用的探测元件包括热电偶、热敏电阻和热电堆。
基于红外线测温技术的智能环境监测系统设计与实现
基于红外线测温技术的智能环境监测系统设计与实现智能环境监测系统是基于红外线测温技术的一种创新应用。
该系统具有实时监测环境温度、快速识别异常温度、自动报警等功能，可以广泛应用于工业生产、医疗、建筑、金融、交通等领域。
一、系统设计1. 系统结构设计智能环境监测系统由红外线测温模块、数据处理模块、报警模块、数据存储模块和用户界面模块组成。
其中，红外线测温模块负责实时采集环境温度数据，数据处理模块负责分析处理数据，报警模块负责识别异常温度并触发报警，数据存储模块负责记录温度数据，用户界面模块提供用户操作界面和报警通知。
2. 红外线测温模块设计红外线测温模块采用红外线传感器，通过接收物体发射的红外线辐射，并将其转换为温度值。
可以选择合适的红外线传感器，根据应用场景和需求进行选择。
3. 数据处理模块设计数据处理模块负责对红外线测温模块采集到的数据进行分析和处理。
可以设计算法来判断环境温度是否异常，并根据需要进行数据平滑处理，消除噪声。
4. 报警模块设计报警模块针对异常温度进行识别，并能够及时触发报警通知。
可以设置合适的报警阈值，当温度超过或低于设定的阈值时，触发报警通知，例如发出声音、发送短信或邮件等。
5. 数据存储模块设计数据存储模块负责将测温数据保存到数据库中，以便后续的数据分析或报告生成。
可以选择适合的数据库管理系统，并设计合适的数据存储结构和存储方式。
6. 用户界面设计用户界面模块提供给用户操作界面和数据展示功能。
可以设计简洁直观的用户界面，以便用户能够方便地查看实时温度数据、报警记录和历史数据。
二、系统实现1. 硬件搭建根据系统设计，搭建相应的硬件平台。
选择合适的开发板或单片机，根据需要连接红外线传感器、显示屏、报警器等硬件设备。
进行硬件的连接和调试，确保各部件正常工作。
2. 软件开发根据系统设计，进行相应的软件开发工作。
开发红外线测温模块、数据处理模块、报警模块、数据存储模块和用户界面模块。
选择合适的编程语言和开发工具，进行软件编码和调试，确保各模块功能正常。
基于红外技术的超速离心机测温系统研究与设计
１０ ２
２ 离 心 机 红 外 测 温 系统 原 理
传 感 器 与 微 系 统
３ 硬件 设计
第 ３ 卷 ｌ
超 速 离 心机 红外 测 温 系统 的 系统 框 图 如 图 １ 示 。 主 所
３ １ 红外 传 感 器 ．
离心机红外测温系统采用 Ｔ ｌ８３热 电堆传感 器作 为 Ｓ １－ 温度采集器件 ， 这种传 感器具有 响应 速度快 、 灵敏度 的特 高 点， 测量范 围为 － ０～＋８ ２ ５℃ 。它是 由热 电堆 和热 敏 电阻 器两部分组成 ， 采用 ４管脚 Ｔ 一８封装 。 Ｏ１ ３ ２ 放 大测 量 电路 设计 ． 如图 ２所示 ， 信号检测部分 采集两路信号 ， 一路热敏 电 阻器信号 ， 一路热电堆信号 。热敏 电阻器随着环境温度的变 化改变阻值 ， 通过电桥放大 电路 可以将变化 的电阻值转换成 电压的变化并 进行 放大输 出， 且在放 大过程 中进行 线性 并 化， 用来对红外传感器 的测量结果进行实时的补偿和修正 。 红外传感器信号放 大电路 的主要作用 就是 将该微弱 电 压信 号进 行无 失真的放 大和调理 ， 并消除高频噪声 的干扰 。 热电堆电压信 号非常微 弱 ， 其输 出为 一１ ２ Ｖ， — ｍ 因此 ， 使用 斩波稳 零式 高精 度放大 器ＩＬ ６ ０ Ｃ ７ ５ 构成前置 放大器 ， 热 将
要包括 １ 光学 系统 ： ） 通过 光 阑、 光片 等一 系列 的光学 元 滤 件， 保证 目标最大辐射能量传送到红外传感 器 ， 并用 以减小
传感器 的视场角度 ， 增加红外传感器测量的距离系数 ； ） ２ 红
外传感器 ： 收红外 热辐射 能量并 产生一 个微弱 的 电压信 接 号来测 出 目标温度 ， 同时通 过热敏 电 阻器 阻值 的变化 测 出 环境温度 ； ） ３ 放大滤波 电路 ： 将热 电堆 电压 信号 和热敏 电阻
红外温度监测系统设计报告
红外温度监测系统设计报告一、引言红外温度监测系统是一种使用红外传感器来实时检测物体表面温度的系统。
它可以广泛应用于工业生产、医疗、安防等领域，具有非接触、实时、高精度等优势。
本报告将介绍一个基于红外传感器的温度监测系统设计方案。
二、系统设计方案1. 功能需求本系统需要实现以下功能：- 实时获取物体表面的温度数据- 将温度数据传输至显示设备- 在显示设备上实时显示监测结果- 发出警报以提醒异常温度值的出现2. 硬件设计系统硬件设计包括红外传感器、显示设备和控制器。
- 红外传感器：用于感知物体表面的红外辐射，将红外信号转换为电信号。
- 显示设备：通常为液晶显示屏，用于实时显示温度数据和报警信息。
- 控制器：负责数据的处理和控制，包括温度数据的采集、传输和处理，以及警报的触发和控制。
3. 软件设计系统软件设计包括数据处理和警报触发。
- 数据处理：控制器通过红外传感器采集物体表面的温度数据，然后通过通信接口将数据传输至显示设备。
显示设备上的软件负责解析并显示温度数据。
- 警报触发：控制器将采集到的温度数据与设定的阈值进行比较，当温度超过预设阈值时，触发警报并通过通信接口将警报信息传输至显示设备。
4. 系统结构系统结构如下图所示：三、系统实施系统实施的步骤如下：1. 硬件组装：将红外传感器、显示设备和控制器按照设计要求进行组装和连接。
2. 软件开发：编写控制器和显示设备上的软件代码，实现数据采集、传输和显示功能，以及警报触发逻辑。
3. 系统调试：测试硬件和软件功能是否正常，校准红外传感器的测温精度，并调整阈值和警报逻辑。
4. 系统部署：将系统安装在需要进行温度监测的场所，并进行测试运行。
5. 系统维护：定期检查和维护硬件设备，更新软件版本以修复和优化功能。
四、系统性能系统性能指标如下：- 测温精度：本设计要求红外传感器的测温精度达到±0.5C。
红外线测温工作原理
红外线测温工作原理
红外线测温工作原理是基于物体发射的红外辐射与物体温度之间存在着确定的关系。
所有物体都会发射红外辐射，其强度与物体的温度相关。
红外线测温器利用特殊的红外传感器，可以测量物体表面发射的红外辐射，并将其转化为温度值。
红外线测温器的核心部分是红外传感器，它由一个小孔和集热镜组成。
当物体的温度高于绝对零度时，它会发射能量较高的红外辐射。
这些红外辐射通过红外传感器的小孔进入，然后被集热镜聚焦到红外传感器上。
红外传感器中的探测元件可以将红外辐射转化为电信号。
这个电信号随着红外辐射的强度变化而变化，进而可以通过信号处理电路转化为与温度相对应的数字信号。
最终，这个数字信号可以通过显示屏或其他输出设备显示出来，以得到物体的温度值。
红外线测温器的工作原理基于斯特藩-玻尔兹曼定律，该定律描述了物体表面发射的红外辐射与物体温度之间的线性关系。
根据这个定律，红外线测温器可以精确地测量物体的温度，无论物体是固体、液体还是气体都可以被准确测量。
红外线测温器具有非接触式测量的特点，可以在远距离或危险环境中进行温度测量。
它被广泛应用于工业领域的温度监测、故障诊断和控制系统中。
此外，红外线测温技术还用于医疗领域、建筑物能效评估等多个领域。
一种基于红外测温传感器的局放检测方法和系统[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010356169.6(22)申请日 2020.04.29(71)申请人 珠海一多监测科技有限公司地址 519000 广东省珠海市高新区科技9路8号厂房1楼(72)发明人 郭晨华 杨志强 (74)专利代理机构 广州市越秀区哲力专利商标事务所(普通合伙) 44288代理人 成婵娟(51)Int.Cl.G01R 31/12(2006.01)G01J 5/00(2006.01)(54)发明名称一种基于红外测温传感器的局放检测方法和系统(57)摘要本发明公开了一种基于红外测温传感器的局放检测方法和设备，该方法包括利用红外测温传感器获取高压电缆接头测温数据，计算机部分通过识别一个采样周期内测温数据生成的时域波形图以及频域频谱图中的频率分布状态来判断是否存在局放现象以及局放出现的频次和幅度，对多个采样周期测温数据的等效时宽特征值和中心频次特征值进行趋势分析，来判断局放故障的等级和发展趋势。
本发明的局放检测设备通过使用本方法能进行分布式局放在线检测，传感器体积小，安装简便，成本低，寿命长，局放诊断快速。
权利要求书2页 说明书7页 附图5页CN 111624445 A 2020.09.04C N 111624445A1.一种基于红外测温传感器的局放检测方法，应用于高压电缆接头部位，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、利用红外测温传感器获取高压电缆接头测温数据；步骤2、计算机部分接收红外测温传感器发送的测温数据；步骤3、计算机部分通过测温数据生成时域波形图以及频域频谱图，计算机部分通过识别时域波形图中脉冲波形的分布状态来判断是否存在局放现象；若有局放发生，则还可通过识别频谱图中频率分布状态来判定局放出现的频次和幅度；步骤4、利用等效时宽算法和中心频次算法，计算机部分通过对多个采样周期局放测温数据的等效时宽特征值和中心频次特征值进行趋势分析，判断局放故障的等级和发展趋势。
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W T 4 （式中：δ为斯特潘-玻尔兹曼常数）
又由于黑体的绝对温度与辐射强度 W 与波长λ之间有如下关系：
W
1 5 exp(c2 / T ) 1
c1
只要检测出辐射能量，即可求出温度。综上，被测目标温度为：
ε为物体表面发射率
T 4 W /
硬件电路
01
信号采集
02
模拟信号处理
03
数据处理
04
温度显示
05
数据传输与通信
红外温度传感器输出被测目标温度信号大都为毫伏级甚至微伏级的电压信号，且传感器和整 个测量装置处于高温、高压、高磁场的环境中，其输出信号携带大量噪声，因此在进行后续 处理前首先应该对传感器信号进行适当的放大滤波处理，滤除噪声，放大有用信号。传感器 输出为一直流信号和K级电阻值，所以该部分电路实现微弱直流信号低通滤波和放大。此外， 由于单片机只对电信号进行处理因此该模块同时还完成电阻值信号到电压信号的转换。
信 号 采 集 温 度 信 号 处 理 温 度 显 示
上机软件部分
上位机设计是温度监测系统的一个重要组成部分，担负着管理、控制、维 护和用户界面操作的重任。上位机与系统的通信实际上是与下端单片机的
通信，通过PC机向硬件电路发送指令，单片机接收命令后将温度数据信
息由UART模块通过RS232传至PC机，上位机机对温度信息进行一系列 的处理，将温度信息实时显示出来，达到对设备的在线监测。本次实验考 虑用visual studio2013的基础库类MFC。
前端信号调理
单片机控制模块
控制模块在整个系统中起着最关键的作用，不仅要实现电路的控制、而且还要进行相应的数据 的处理传输。根据单片机工作的必备条件和需要实现的功能，该电路设计主要包括外接晶振、 JTAG口、上电复位电路以及IO接口电路。
液晶显示模块和串口通信模块
单片机软件部分
系 统 初 始 化
基于红外传感器的测温系统
成员：周卸英、张明珠
徐
青、林川露
1
红外测温工ONTENTS
3
硬件电路
目 录
4
上机软件功能
红外测温工作原理
自然界中凡是温度高于绝对零度的物体都会产生红外辐射，辐射通量密度是物体温度的函数，且与 物体本身发射能力有关。物体所发出的红外辐射能量的强度与其温度成比例。物体的温度越高，所 发出的红外辐射能量越强。红外传感器经汇聚的红外光照射后产生信号，该信号传到处理电路，处 理电路对其进行处理并计算出物体的温度。 根据斯特潘-玻尔兹曼定理，在全波长范围内，黑体辐射出来的能量W与绝对温度有如下关系：