红外测温技术设计方案.doc

红外测温技术设计方案 第一章 绪论 1.1 课题研究的目的和意义 随着科技的快速发展和医疗技术的需要，测温技术也在不断地提高和改进。众所周知，体温是一个重要的人体生理参数，不仅是人体生命活动的基本特征，而且也是观测人体机能是否正常运行的重要指标之一。如果能及时知道一个人的体温，也许就能知道这个人的生理参数是否正常运行。所以，体温计无论是日常生活还是临床医疗，都是必不可少的测量器具。 传统的体温计主要是水银式体温计，通过储存在水银球内的水银受热膨胀，然后读取刻度值来判断温度的高低。但是这种温度计测量时间长、准确度低，在遇热或者放置不当时，容易破裂使水银泄露，造成人体接触中毒、污染环境。面对这种传统体温计的不利因素，不仅给人们传达错误的信息，而且还有害健康。因此，需要研究出一种新型的测温技术，改变传统体温计的测温方法，不仅能够方便、快捷、准确的测出人体的温度，而且对人体和环境没有伤害。 利用高科技和不懈的努力，人们终于研究设计出一种新型的测温仪——红外线测温仪。这种新型的测温仪是利用人体发出特定波段的红外线来测量人体的温度，采用高精度的红外温度传感器，能够快速准确的测出人体的平均温度，从而解决了传统体温计的弊端，使测温技术更高效、更快捷。 红外测温技术不仅可以对个人实现快速、准确的测温，而且可以在大规模的检疫站，大流量的人群实现快速测量。不仅节省了时间，也给人们带来了方便。现在，红外测温仪已经被广泛的应用于各个领域，也发挥着越来越大的作用。 1.2 红外测温技术的发展概况 红外线的最早研究是在1800年开始的，首先是英国物理学家F·?W·赫胥尔从热的角度来研究各种色光时，发现了红外线。自从赫胥尔发现红外线至今，红外线技术的发展历经了近两个世纪，从那时起，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，德国研制出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，例如高射炮用导航仪、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。此后，美国、英国和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。半个世纪以来，随着光学技术和半导体技术的发展，红外检测技术也日趋完善，其中红外测温技术也形成了完整的理论并成功地应用于医学、农业和工业等领域。 然而，我国的红外线技术的研究工作是在新中国成立后才开展的。首先研究的是波段工作在1--3um的硫化铅红外探测器，数年之后又相继研究钛酸铅等热电探测器，并得到了一定的应用。改革开放以来，红外技术的研究得到了迅速的发展，开展了从单元、线列到红外线平面的探测器研究工作。上世纪90年代中期，我国研制出第一台热像仪，其技术性能与国外水平相当，为我国红外技术的升级换代起到了重要的作用。目前我国研制出的热像仪，可以满足军队武器系统的各种性能需要。另外，在民用领域各种红外测温仪、红外热像仪、星载红外遥感仪等，也逐渐研制成功，逐渐发展成熟，在日常生活中得到了充分的应用。 在实现远距离温度监测与控制方面，红外温度传感器以其优异的性能，满足了多方面的要求。在产品加工行业,一些需要对温度进行远距离监测的地方，都离不开温度传感器，既实现了远距离监测，也可以及时的进行调控。在食品行业，红外温度可以在不被污染的的情况下实现食物温度的监测和控制，鉴于这种优点，红外温度传感器在食品加工方面别受欢迎。在医疗方面，红外测温技术主要应用于人体温度的测量，对人体机能是否正常运行实时监控。 随着红外测温技术的发展和应用，一种新型的红外技术——智能数字红外传感技术正在悄然兴起。这种智能传感器内置微处理器，能够实现传感器与控制单元的双向通信，具有小型化、数字通信、维护简单等优点，因此，应用普遍而且易被接受。随着红外传感器的体积越来越小、价格逐渐降低，在食品、采暖空调和汽车等领域也有了新的应用。例如在食品烘烤机、理发吹风机上，都有红外温度传感器，用来检测温度是否过热，以便决定下一步该怎么操作，是停止加热将食物从烘烤机中取出，或是使吹风机冷却等。现在红外测温技术已经被人们普遍应用，其中红外测温仪是红外技术的一个重要应用，它是利用人体发出的红外线来测量出人体的平均温度。这种测温仪采用的是高精度的红外温度传感器和微电子技术，它能够快速、准确、方便的测出人体的平均温度，不仅方便、快捷，而且解决了传统体温计易碎和水银污染等问题。同时，给医疗方面也带来了很大的方便。 第二章 红外测温仪的测温原理 2.1 红外测温的基础理论 在自然界中，所有温度高于绝对零度（-273.15℃）0.4?~?0.76μm波段的电磁波称为可见光波段，把波长在0