人體測溫儀的設(shè)計(jì)主要為適應(yīng)人體體溫快速無接觸測量的需要，主要介紹熱釋電紅外傳感器的工作原理以及最適宜人體紅外線檢測的熱釋電傳感器p7187的結(jié)構(gòu)和等效電路，闡述了基于熱釋電傳感器p7187的紅外測溫儀的工作原理，討論了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，簡單介紹了該測溫系統(tǒng)的適用條件。應(yīng)用表明該設(shè)計(jì)有廣泛的臨床實(shí)用性。
熱釋電紅外探測器是由熱釋電紅外傳感器、菲涅耳透鏡及電子電路組成的一種光電檢測裝置。他能無接觸地檢測人體運(yùn)動時輻射出的紅外線并轉(zhuǎn)換成電信號輸出。本文介紹了一種用于快速測量人體體溫的p7187熱釋電傳感器的原理及其基本設(shè)計(jì)電路。
1.熱釋電效應(yīng)
某些強(qiáng)介電物質(zhì)(PZT，LiTaO3等)的表面接受了紅外線的輻射能量，其表面產(chǎn)生溫度變化，隨著溫度的上升或下降，這些物質(zhì)表面上就會產(chǎn)生電荷的變化，這種現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)。圖1為晶體表面電荷隨溫度變化的移動情況。
可見，當(dāng)紅外線照射熱釋電元件時，其內(nèi)部極化作用發(fā)生很大的變化，其變化部分作為電荷釋放出，從外部取出該電荷就變成傳感器的輸出電壓。由此可見，熱釋電傳感器只有在溫度變化時才有輸出電壓。
2 p7187熱釋電傳感器的等效電路
常見的熱釋電傳感器有p2613，p3782，p7187等。根據(jù)法拉第法則，人體的體溫約為3 7℃，輻射最多紅外線的波長是10μm左右，而p7187對7～20μm范圍波長比較靈敏，他采用了2個熱釋電元件PZT板，PZT板表面吸收紅外線，并在受光面的內(nèi)外各自安裝取出電荷的一對電極，能敏感的捕捉到被測物體或光源，具有很高的靈敏度。這2個受光電極反向串聯(lián)，可有效地防止背景波動以及干擾光照射時的誤動作(一是環(huán)境變化引起的誤動作，二是使用光調(diào)制器時的誤動作)對傳感器的影響，當(dāng)2個受光電極同時受到紅外線照射時，輸出電壓相互抵消而無輸出，只有當(dāng)人體移動時才有電壓的輸出，輸出電壓比較精確的反映了人體移動的情況。
圖 p7187熱釋電傳感器的等效電路圖
