1、額溫槍 / 紅外測溫/ 源代碼 / 原理圖以及額溫強設計原理等詳細資料匯總開源分享一、基于 stm8l方案：額溫槍/ 紅外測溫/ 源代碼 / 原理圖以及額溫強設計原理等詳細資料匯總開源分享實際產(chǎn)品運放等選型要選性能更強紅外傳感器與元器件缺貨，是導致溫槍緊俏短缺的主要原因。可是，紅外傳感器原理、結構、性能如何？溫槍的主芯片方案結構、原理、核心技術是什么？二、紅外熱像技術由于各種物體比如人、動物、車輛、飛機等吸收與含存的熱能量強度不同，向外輻射的熱紅外能量自然不同，都能展示出其各自不同的紅外輻射能量強度分布圖形。當接受被測目標物體的紅外輻射能量分布圖形并反映到紅外探測器的光敏元件上，通過對物體的紅

2、外熱像進行光掃描后，并聚焦在單元或分光探測器上，再由探測器將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大、轉(zhuǎn)換或標準視頻信號處理，顯示出與被測物體表面的熱分布場相對應的紅外熱像圖。由于熱像分布圖信號非常弱，與可見光圖像相比，缺少層次和立體感。為更有效地判斷被測目標的紅外熱分布場，通常采用圖像亮度調(diào)節(jié)、對比度控制、實標校準、偽色彩描繪與標定等技術來達到實用效果。因此，一種由紅外探測器、 光學成像物鏡和光掃描系統(tǒng)構成的紅外熱像儀悠然而生。一切物體不受煙、霧及樹木等障礙物的影響，不論白天和夜晚都能清晰地被觀察到，這是目前人類掌握的最先進的物體（夜視）觀測器材。三、人體紅外溫度傳感器一切溫度高于零度（-273.15

3、）的物體都在不停地向周圍空間發(fā)射紅外能量。其輻射特性、輻射能量的大小、波長分布等都與物體表面溫度密切相關。反過來,通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫的機理。人體與其他生物體一樣，自身也在向四周輻射釋放紅外能量，其波長一般為9-13 m ，是處在0.76-100 m 的近紅外波段。由于該波長范圍內(nèi)的光線不被空氣所吸收，也就是說，人體向外輻射的紅外大小與環(huán)境影響無關，只是與人體含存與釋放能量大小有關， 因此，只要通過對人體自身輻射紅外能量的測量就能準確地測定人體表面溫度。人體紅外溫度傳感器就是根據(jù)這一原理，設計制作而成的。非接觸紅外測溫技術不需要接觸

4、被測物，避免傳染、燙傷等危險或無法觸碰的物體，特別是像衛(wèi)生設施、醫(yī)用物品等不會被污染或損壞?？焖佟蚀_地測量出物體的表面溫度，具有響應快、精度高、低成本、壽命長、使用安全等優(yōu)點。1、紅外溫度傳感器類型目前紅外溫度傳感器根據(jù)能量轉(zhuǎn)換所用材料不同，可分為以下幾種類型：（ 1）熱釋電型：硫酸三甘肽、鉭酸鋰等（ 2）熱電堆型：n 型和 p 型的多晶硅（ 3）二極管型：單晶或多晶pn 結（ 4）熱電容型：雙材料薄膜（ 5）熱敏電阻型：氧化釩、非晶硅等其實，這些類型都只是在接收紅外能量后，轉(zhuǎn)換方式和材料能效比不同而已。2、紅外熱電堆式溫度傳感器目前耳、額溫槍采用的紅外傳感器均為熱電堆式，基本物理原理是塞貝

5、克效應。紅外熱電堆式溫度傳感器類似于熱電偶，由可透過特定波長范圍的紅外濾光片和紅外接收的熱電堆芯片組成。外加一個腔內(nèi)環(huán)境比對溫度基準（陶瓷熱敏電阻等校準溫度用）。熱電堆溫度傳感器的工作原理、內(nèi)部結構及外形封裝結構示意見下圖：紅外熱電堆傳感器成品圖主要封裝形式有兩種：to46(to18)/to39(to5)；四、人體紅外測溫儀（額溫槍、耳溫槍）額溫槍與耳溫槍原理完全一致，都是采用紅外測溫原理，根據(jù)人體額頭、耳腔內(nèi)的溫度與體溫的關系得到人體的實際體溫，二者只是結構和算法略有不同。它是由光學系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。簡單地說就是由紅外熱電堆式溫度傳感器接收到人體表面

6、發(fā)出的能量后，將紅外能量轉(zhuǎn)換成電信號，放大器把傳感器電信號進行放大處理，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換（a/d轉(zhuǎn)換）變?yōu)閿?shù)字信號或調(diào)制解調(diào)處理轉(zhuǎn)換成頻率信號，再通過補償修正、參數(shù)校準和算法模型等工作就可轉(zhuǎn)換為醫(yī)用級的高精度溫度值。加上顯示驅(qū)動電路、液晶顯示屏、外殼和電池等組裝一起，就成為一個完整的溫槍。增加存儲電路和微處理器等就可成為智能型溫度檢測儀。只須將探測窗口對準耳腔、額頭位置，1 秒即可安全、快速、準確的測出人體溫度。1、測量電路組成非接觸式體溫計的主控電路分模擬電路和數(shù)字電路兩種，其中模擬電路的處理方法精確度得不到保證，一般用于工業(yè)測量；數(shù)字電路通過對信號進行放大，提高a/d轉(zhuǎn)換器的分辨率，精確度可以

7、達到0.1 ，更適用于人體溫度的測量。手持式耳溫、額溫槍系統(tǒng)邏輯結構關系和邏輯電路圖如下圖（a）（ b ）所示。紅外溫槍核心芯片主要由adc芯片cs1259和控制芯片csu18m88設計組成，可實現(xiàn)按鍵控制、lcd 顯示、電量檢測等功能，為了擴大溫度測量范圍，先通過一個高壓 ldo rs3002把電池電壓轉(zhuǎn)為3v ，供整個系統(tǒng)使用，包括為單片機，背光燈，運放等器件供電，然后再用一個低功耗ldo rs3236從 3v 降為 1.5v ，以便能給熱電堆提供一個參考電壓，讓測量溫度范圍擴大。單片機通過讀取熱電堆內(nèi)部的ntc電阻與固定100k 電阻分壓后的電壓值，計算出不同環(huán)境溫度比對后的溫度準確值。

8、由于熱電堆的輸出電阻較高，放大器倍數(shù)大概需要100 倍以上， 以便將小于10uv的傳感器信號放大后輸入給處理器。此電路系統(tǒng)除溫槍外，在電子衡器、精密測量及控制系統(tǒng)、智能穿戴測量等都能使用。2、技術參數(shù)指標與產(chǎn)品特征人體測溫儀最佳紅外波長為9-13微米 （m ） ， 最大值溫度測量區(qū)間為35-45之間。通過對耳、額表面溫度與實際體溫的偏差值修正、校準，便能顯示準確的體溫值。具體參數(shù)指標如下： 1. 精確測量：測量偏差0.3 。 2. 快速測溫：測量時間1 秒鐘。 3. 測量距離：在5-15cm之內(nèi)都可以適應，無需固定測量距離。此外，手持溫槍也有軟肋。由于防護鏡片是最易損壞的部分，因此，必須小心保

9、護探頭鏡片；探頭鏡片需要保持干凈，清洗要用棉簽或軟布沾水或酒精輕輕擦拭；不得浸水或陽光直接暴曬；也不可重摔或碰撞，以免導致其損壞。由于刻度讀取準確性、水銀（汞）生產(chǎn)工藝、使用回收等環(huán)保因素，國際已經(jīng)淘汰水銀溫度計，提倡采用電子溫度計。補充分享血氧儀的設計知識：家庭使用的便攜式指夾血氧儀靈活度高，能夠在無創(chuàng)傷的基礎上快速測量人體的血氧飽和百分比(spo2) ，還有脈搏頻率，受到了市場的廣泛好評，持續(xù)暢銷。基于血液中的血紅蛋白對紅光和紅外線有不同的吸收能力，含氧血紅蛋白(hbo2)與還原血紅蛋白(hb) 相比， hb 吸收的紅光較多，紅外線較少。hbo2則相反，吸收的紅光較少，紅外線較多。紅光和紅

10、外線led燈在結構上緊挨著，這樣方便在手指的單一位置透光。光線從手指的一面穿透到另一面，被光敏二極管接收后，產(chǎn)生對應比例的電壓。潤石科技作為一家擁有高性能模擬信號鏈設計能力的公司，旗下產(chǎn)品線跟指夾血氧儀等消費類醫(yī)療產(chǎn)品具有非常高的匹配度，包括運算放大器、比較器、模擬開關、ldo 等產(chǎn)品。典型的便攜式指夾血氧儀原理框圖如下：上圖中，模擬開關rs2105 用于切換紅光led 和紅外線led 燈，它們分時復用并且調(diào)制有一定的頻率，運放rs321 配合mcu 內(nèi)部的dac 產(chǎn)生恒流輸出的信號，因為led 燈恒流工作可以獲得比較穩(wěn)定的波長，發(fā)射電流常常達到數(shù)十ma ，所以要求模擬開關的導通電阻最好小于1

11、，rs2105 的導通電阻為0.6 ，滿足應用要求。在光敏接收管側(cè)，運放rs622 用于實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，這就要求運放的輸入偏置電流ib 是pa 級別的， 另外運放的帶寬需要5mhz 以上以滿足快速反應，低噪聲系列的運放能夠更好的提高系統(tǒng)的分辨率。在電源拓撲上，一種是用兩節(jié)干電池(3v)然后升壓到5v 再降壓給系統(tǒng)各電路使用，另外一種帶有鋰電池，可以循環(huán)充電使用，低功耗ldo rs3236 均適合這兩種拓撲系統(tǒng)。低噪聲運放rs622的主要參數(shù)如下： 寬工作電壓范圍：2.5v5.5v； 低失調(diào)電壓：典型值0.7mv ，最大值3mv ； 低溫度漂移：典型值2uv/ c； 低輸入偏置電流：1pa ； 單位增益帶寬：7mhz ； 靜態(tài)電流：600ua 每通道； 噪聲系數(shù)：11nv/hz 。模擬開關rs2105 的主要參數(shù)如下： 寬輸入電壓范圍：1.8v5.5v； 導通電阻值：0.6 ，最大1； 輸出電流持續(xù)：500ma； -3db 帶寬： 30mhz； 靜態(tài)電流：小于1ua ； 有 msop-10，tdfn-3*3-10l 封裝可選。低功耗ldo rs