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疫情防控中的红外温度传感器技术介绍
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新冠肺炎爆发时,防控一举让一款不知名的普通产品非接触式红外测温仪名声大噪。非接触式红外测温仪,俗称手持耳温、额温计,在疫情防控中发挥着不可替代的作用。

红外传感器容量不足是温度计短缺的主要原因。但是,红外传感器的原理、结构和性能是什么?暖枪的结构、原理和核心技术是什么?为什么不接触就测量温度?它有多准确?能满足人体测温精度和医学测量标准的要求吗?这些问题鲜为人知。太阳以红外线的形式向地球传递热量,所以自然界中几乎所有实际物体都是具有能量反射和透射能力的黑体,表面发射率为含有热能。

任何物体的分子和原子都有自己的随机热运动,并以红外线的形式辐射热能,也称为电磁波辐射。不同的物质吸收不同的阳光能量,其分子和原子的运动也不同。因此,任何高于绝对零(-273).15°C)所有的物质都能产生红外线。现代物理学称之为热射线。

什么是红外线?(Infrared)也是一种电磁波。它是一种波长介于可见光和微波(无线电波)之间的电磁波。单位通常为微米。(μm)表示,范围为0.76-1000微米,即760纳米(nm)至1毫米(mm)。根据波长可分为近红外、中红外、远红外、极远红外四类,波长为0.76μm;1.1微米;2.526微米;事实上,通常用于红外测温的近红外波段一般为0.76微米到14微米之间。电磁波连续谱中红外线的位置在无线电波和可见光之间,比红光更长。

研究发现,太阳光谱中从紫光到红光的热效应逐渐增强,最大的热效应发生在红外辐射的频率范围内。因此,红外辐射也被称为热辐射或热辐射。可以看出,红外辐射的物理本质是热辐射。物体温度越高,辐射能量越强,辐射的红外线就越多。

红外温度传感器全部温度高于零(-273.15°C)物体不断向周围空间发射红外能量。其辐射特性、辐射能量大小和波长分布与物体表面温度密切相关。相反,通过测量物体辐射的红外能量,可以准确确定其表面温度,这是红外辐射温度测量的机制。与其他生物一样,人体也向周围辐射释放红外能量,波长一般为9-13微米,为0.76-100微米的近红外波段。由于波长范围内的光不被空气吸收,也就是说,人体辐射的红外辐射与环境无关,而只与空气所包含和释放的能量有关。人体。因此,只要红外能量辐射到人体本身,就可以通过测量准确判断人体的表面温度。人体红外温度传感器是根据这一原理设计制造的。

非接触式红外温度传感器不接触被测物体,避免感染、烧伤等危险或不可接触物体,特别是卫生设施、医疗用品等。快速准确地测量物体的表面温度,在产品质量控制和监控、设备在线故障诊断、安全保护等方面发挥着重要作用。

根据红外波长、功能和应用要求,红外温度传感器的类型一般分为三类:红外气体、红外图像和红外温度传感器。用于气体检测的红外气体传感器种类最多。根据机理和使用环境,红外温度测量传感器分为四类:制冷型、非制冷型、接触式和非接触式。制冷用于军事装备设施、大型工程设施、工业过程、环保监测等超长距离、高清系统;接触用于特殊物体、医疗诊疗设备、温度测量电子皮肤的标准化、连续温度测量。

手持式耳额温度计,顾名思义,用于检测人耳腔和额头的表面温度。额温计的原理与耳温计完全相同。它们都采用红外测温原理。根据额头和耳腔内的温度与体温的关系,人体的实际体温。两者在结构和算法上只有一点不同。它由光学系统、光电探测器、信号放大器、信号处理、显示输出等组成。简单地说,红外热电堆温度传感器在接收到人体表面的能量后,将红外能量转化为电信号。通过补偿校正、参数校准和算法模型,将信号或调制解调处理转化为频率信号,转化为医疗级高精度温度值。与显示驱动电路、液晶显示器、外壳和电池一起,它成为一个完整的温度计。增加存储电路和微处理器可以成为智能温度检测器。与传统的接触式水银温度计和电子温度计相比,避免交叉感染。只需将检测窗口对准耳腔和前额置,1秒即可安全、快速、准确地测量人体温度。操作简单方便。

非接触式温度计的主控电路分为模拟电路和数字电路。模拟电路的处理精度不能保证,一般用于工业测量;数字电路放大和改进信号A/D转换器的分辨率和精度可以达到±0.1°C,更适合测量人体温度。

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