一种非接触式测温系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115585890A(43)申请公布日2023.01.10(21)申请号202210972528.XG01J5/03(2022.01)(22)申请日2022.08.15(71)申请人江苏南高智能装备创新中心有限公司地址210000江苏省南京市江宁区江宁开发区将军大道37号翠屏科创园四层2423房(72)发明人张志胜夏志杰徐庆同(74)专利代理机构南京求真专利代理事务所(普通合伙)32600专利代理师刘骐鸣(51)Int.Cl.G01J5/00(2022.01)G01J5/12(2006.01)G01J5/70(2022.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种非接触式测温系统(57)摘要本发明提供一种非接触式测温系统，包括红外测温模块、单片机、显示模块和报警模块，所述红外测温模块采集人体辐射的红外能量和环境中的红外能量并转换成数字信号传输给单片机；本发明的非接触红外测温系统通过高精度的红外温度传感器、单片机芯片、显示模块和报警模块组成，红外温度传感器采集人体额头辐射的红外能量和环境中的红外能量通过物理热力学定律将其转换成数字信号，传输给单片机，在单片机处理后在LCD显示屏实时显示测得的温度值，当测量得到的温度超过红外测温系统预先设定的温度范围时，蜂鸣器将发出声音报警，结构设计合理、轻便小巧、系统工作稳定，红外温度传感器的响应时间短，反应速度快，易于快速与动态测量。CN115585890ACN115585890A权利要求书1/2页1.一种非接触式测温系统，其特征在于：包括：红外测温模块，所述红外测温模块采集人体辐射的红外能量和环境中的红外能量并转换成人体温度值数字信号传输给单片机；单片机，所述单片机接收红外测温模块传输的人体温度值数字信号并进行处理，采用误差补偿算法对人体红外测温模块测得的人体温度值进行修正，得到修正补偿后的人体温度；显示模块和报警模块，所述显示模块接收单片机的处理结果并进行显示，若测得的人体温度值超过设置的报警阈值，报警模块将发出声音报警。2.根据权利要求1所述的一种非接触式测温系统，其特征在于：红外测温模块为红外温度传感器，所述红外温度传感器包括MLX81101红外热电堆传感器和MLX90302芯片，MLX81101红外热电堆传感器是红外温度传感器的红外感应单元，它的输出电压是被测物体温度与传感器自身温度共同测量的结果，被测物体温度定义为To，传感器自身温度定义为Ta。3.根据权利要求2所述的一种非接触式测温系统，其特征在于：MLX90302芯片用于处理红外温度传感器输出的测量信号，内部集成了斩波稳态放大器、A/D转换器、数字信号处理器、控制单元以及稳压器。4.根据权利要求3所述的一种非接触式测温系统，其特征在于：误差补偿算法包括如下步骤：步骤一：数据采集，MLX81101红外热电堆传感器感应被测物体温度To和传感器自身温度Ta，MLX81101红外热电堆传感器的输出电压(Vir)是被测物体温度(To)与传感器自身温度(Ta)共同作用的结果，用式(1)表示，其中温度单位均为Kelvin，A为元件的灵敏度常数；Vir(Ta，To)＝A(T4o‑T4a)(1)步骤二，数据传输，MLX81101输出的两路温度信号Ta和To分别经MLX90302内部斩波稳态放大器放大后进行A/D转换，再通过数字信号处理器进行数字滤波和低通滤波后存储在内部RAM中，用户可以通过SMBus两线接口读取RAM单元中的数据，或者配置成PWM数字模式进行输出；RAM有32个17位的存储单元，采集的被测物体的温度就是存放在这些单元之中，而用户可以读取存储环境温度的地址006h和存储物体温度的007h中的数据，从红外温度传感器中读取的数据是16位，运用存储在RAM地址007h中的数据RAM(7h)，通过计算可以得到测量量的温度值(To，单位为℃)，公式如下：To＝(DATAHIG:DATALOW)×0.02‑273.15(2)式中：To为实际温度值；DATAHIG是十六进制数为RAM中的高8bit数据；DATALOW是十六进制数为RAM中的低8bit数据；步骤三，数据校正，采用数学方法对温差进行补偿，具体操作为实验大量记录不同距离下不同固定温度的误差，通过取同一距离处不同固定温度误差的平均值，从而获得在35℃～42℃测温范围内的平均误差，最后将不同距离下对应的平均误差值补偿给原始温度值，达到温度补偿的目的，补偿给原始温度误差ΔTerror，通过反推式(2)得出原始温度需补偿的值，具体公式(3)为：DATA’＝(DATAHIG:DATALOW)+ΔTerror×50(3)2CN115585890A权利要求书2/2页式中：DATA’为误差补偿后的原始温度值；ΔTerro