热电堆传感器D203S红外体温计的设计+电路图(2)
1.1 课题背景
体温测量是生产生活中最基本的要求之一。体温这一指标可以直观的反应人体的健康状况。特别是在传染病疫情地区，对人体体温的监测就更为重要。对流动人口进行体温测量，及时发现体温异常人员，有助于疫情的控制。但是由于人口流动量，人员情况，时间一些制约因素，传统的接触式测量往往有很大的局限性。再比如一些行动不便的群体，对传统体温计测量时间的把握，以及刻度的读取上都有一定的困难。
1.2 红外测温现状及发展趋势
近年来传统的水银体温计测量方法是我们主要采用的方法，但是这种方法受时间限制大，方便性差，测量时容易损坏，而且不利于群体性的测量，在许多场合有很大制约性。
随着经济实力的提升和技术的发展，我国的许多出入境口岸以及医疗场所已经采用非接触式的快速体温测量系统。对于传染病疫情发展时期对流动人口的体温实时监测技术，我国已经位于世界先进水平。但是该技术并没有大面积普及，在许多家庭及诊所仍然以传统水银温度计为主，便携性的小型非接触式红外体温计仍然有很大的发展潜力和市场空间，具有广阔的应用前景。
2. 红外测温原理
2.1 普朗克黑体辐射定律
在任何温度下，我们把能够将投射到其表面上的任意波长辐射能全部吸收的物体称之为绝对黑体[1]。绝对黑体的光谱出射度M 与热力学温度T及波长λ的关系遵循普朗克定律，如式(1)所示。
(1)
上式中，C1为第一辐射常数(C1=2πhc2=3.7417749×10-16W•M2)，C2为第二辐射常数(C2=hc/k=1.438769×10-2M•K)。
普朗克定律适用范围广泛，但鉴于该公式形式复杂，实际应用的时候计算量较大，非常不方便，在一定条件下我们可采用它的简化形式。在低温度、短波长的情况下可使用文恩公式来代替普朗克公式 [2]。 如式(2)所示。
(2)
就本课题的实际情况而言，完全可以用文恩公式来代替普朗克公式。
2.2 全辐测温法
本课题采用全辐测温法，以下是相关理论介绍。
被测对象的温度与生成电压之间的关系如式(3)所示，可以由普朗克公式推得。
(3)
式中K(即 )由实验确定，非高精度情况下ε取常数1。其中T为被测物的绝对温度，R为探测器灵敏度， 为与大气衰减距离有关的常数，ε为辐射率，σ为斯蒂芬—玻耳兹曼常数。
因此，被测对象的温度可以根据检测出的电压经过转换处理之后得出。式(3)表明，探测器输出信号与目标温度之间不是标准线性关系，而是V与T4成正比，所以要进行进一步处理使其线性化。线性化处理后还需要通过辐射率修正，得到进一步精确的数据，其校正式如(4)所示。