額溫槍體溫儀晶片PCBA開發原理

2020-12-21 6108方案開發

額溫槍是一種測量人體體表溫度並記錄的儀器,市面上的額溫槍精度在±0.2~0.3之間。而最近由於疫情的爆發,出現的徵兆大多數是額溫升高,咳嗽等。那麼我們就需要測溫產品,像廣泛用於測溫的產品有額溫槍、體溫計。而額溫槍最為適宜。但額溫槍方案不是簡單就能研發出來的需要一系列過程才能開發出成品。

物體處於絕對零度以上時,因為其內部帶電粒子的運動,以不同波長的電磁波形式,向外輻射能量,波長涉及紫外、可見、紅外光區,但主要處於0.76~3μm的近紅外、3~6μm中紅外、6~15μm遠紅外區。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布與它的表面溫度有著十分密切的關係。因此,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所依據的客觀。

目錄

一、紅外額溫槍開發原理

二、紅外額溫槍方案特點

三、紅外額溫槍工作過程

 正文

一、紅外額溫槍開發原理

1、熱電堆傳感器

熱電堆傳感器是額溫槍方案的核心傳感器,其原理是利用塞貝克效應,又稱作第一熱電效應,是指由於兩種不同電導體或半導體的溫度差異而引起兩種物質間的電壓差的熱電現象。通常,熱電堆傳感器的工作溫度範圍和靈敏度為5~90mV/。

 2、MCU處理器

由於熱電堆傳感器傳感器的靈敏度為5~90mV/,這種毫伏級別的信號可以通過MCU的AD檢測到,並計算出對應的溫度。

此時,還要注意到去除環境溫度的影響,例如環境溫度採集器,當熱點堆傳感器採集到人體溫度後,還需要通過算法去除環境溫度的幹擾。

 3、液晶顯示屏

當傳感器採集到人體溫度數據後,傳遞給MCU計算去除環境幹擾,需要將採集到的的人體溫度通過液晶顯示屏來顯示出來。

4、蜂鳴器

假如採集到的人體溫度超過正常值,此時會通過蜂鳴器來報警,表示此患者的溫度高於正常值。

二、紅外額溫槍方案特點

1、超低功耗。RJM8L151系列MCU的寬電壓工作特點,多達6種低功耗管理模式,待機功耗低至0.35uA,待機喚醒時間低於5us,使測溫槍採用2節乾電池供電變成可能,降低系統成本和產品重量。

2、接口豐富。RJM8L151系列MCU集成2路I2C主從接口,使外接LCD驅動器和數字型傳感器更加方便。

3、集成硬體加密模塊。RJM8L151系列MCU內置對稱式分組加密算法AES和SM4,SM4符合國家密碼管理局發布的GM/T 0002-2012《SM4分組密碼算法》標準,適用於物聯網數據傳輸中的數據加解密。

4、真隨機數發生器。RJM8L151系列內置基於數字振蕩環的8位真隨機數發生器,符合國家密碼管理局《隨機數檢測規範》標準。

5、大容量存儲器。RJM8L151系列最大內置64KB Flash和8KB SRAM,除了存放程序代碼,還可以做為測溫槍的數據存儲器實時存儲測量溫度。內置的存儲單元還設計了高強度物理防護電路,有效防止惡意代碼竊取和反向分析。

 三、紅外額溫槍工作過程

紅外額溫槍由光學系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學系統匯集其視場內的目標紅外輻射能量,視場的大小由額溫槍的光學零件以及位置決定。被測物體輻射的紅外線首先進入額溫槍的光學系統,再由光學系統匯聚射入的紅外線,使能量更加集中;聚集後的紅外線輸入到光電探測器中,探測器的關鍵部件是紅外線傳感器,它的任務是把光信號轉化為電信號;從光電探測器輸出的電信號經過放大器和信號處理電路按照儀器內部的算法和目標發射率校正後轉變為被測目標的溫度值。

額溫槍原理複雜、是精密測溫產品,對生產工藝製程要求較高,對於初次接觸此領域的工廠想要順利量產可能會面臨諸多困難,而我愛物聯網公司有專門研發的工程師,可以提供全方位的技術支持,確保客戶順利,快速出貨。

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