1.2.2红外测温原理
科学家认为一切有生命的物体都会发热产生辐射,而辐射能量和它的波长决定了物体的温度。这就是黑体定律。发热就产生能量,可以知道一个物体能量越多,产生的辐射就越多,还有不同温度物体发出辐射是会有不同的波长。根据这些原理利用红外来测温。
黑体的光谱辐射度由普朗克公式确定,即:
(11)
具体的见下图11:
图11黑体辐射光谱图
可以看出不同温度的物体黑体辐射波长不同,而本设计就是测量不同的波长来确定被测物的温度。
1.2.3红外测温方法
如果在物体全波长的条件下测量它的热辐射,这就是全辐射测温法。如果在特定波长下测量单色辐射亮度,从而测出它的温度,这是亮度测温法。在上面的条件下,如果测得不是一个波长,而是两个波长的单色辐射,再求它们的比值,从而求出物体的温度,这是比色测温法。
第二种方法不要环境温度补偿,测量误差较小,但是只能在短波区工作,只能测高温。第三种比色测温法,必须在某些特定波长测量,使两个波段相差不大。本设计我们选择的是全辐射测温法,为什么用这种方法。人体正常是37度,属于低温,低温物体波长长,辐射弱。最重要的是这种方法简单易行。下面是介绍:
由普朗克公式可推导出辐射体温度与检测电压之间的关系式:
(12)
式中 ,由实验确定,定标时ε取1
—被测物体的绝对温度
—探测器的灵敏度
—与大气衰减距离有关的常数
—辐射率
—斯蒂芬—玻耳兹曼常数
其实如果用上面的公式一步步计算出来的温度是不准确的,是有一定误差的,要进行改算。
式子为:
(13)
式中 —辐射温度(表观温度)
—辐射率,取0.1~0.9
进行修正后就可以计算真实温度。
1.2.4仪器的选择来!自~优尔论-文|网www.youerw.com
任何有生命的物体都会发热,发热就会产生热辐射,红外温度传感器就是通过捕捉这种热辐射来确定物体的温度。
目前市面上有各种各样的红外测温传感器,对于传感器的选择也是对本设计有很大影响的
选择传感器主要从性能和价格考虑:
性能:首先考虑的精确度,任何测量仪器精确度都是第一的,然后是量程,假如被测物是人选个量程是40℃—1000℃的显然不合适,有点大材小用了。还要考虑传感器的响应时间,当然响应时间越短越好。
价格:通常所说的性价比,在选择传感器的时候选择一个高性能的、价格合适的传感器也是非常重要的。
综上所述本次设计我们采用的是TN901下文会有详细的介绍。
1.3 测温系统简述
红外测温技术其实在我们的生活中能帮我们很多,它可以帮我们检测产品的质量,能够帮我们诊断设备的好坏。例如可以测量不同部位的温度从而判断设备内部是否损坏。本设计由于能力和资金有限主要用来测量人体温度。下面是本设计的参数及功能:采用的5V直流电源,测量精度在真实值上下1℃以内,采用LCD显示屏,要求环境温度小于等于60℃,环境湿度在百分之九十以内。本设计的优点:不用和物体接触,读书直接显示,不用人为读数,且当温度高于或低于某一值时,可以报警。 STC89C52单片机红外快速人体温度检测系统设计+电路图+程序(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_77547.html