耳温枪设计原理

杭州启德医疗器械有限公司-全护医疗器械耳温枪设计原理赵鑫杭州启德医疗器械有限公司-全护医疗器械第1页1.概述耳温枪是属于非接触遥测式的温度测量仪，它是利用检测鼓膜（相当于下视丘）所发出的红外线光谱来决定体温，根据黑体辐射理论，不同温度的物体所产生的红外线光谱也不同，利用可以精准到0.1℃的温差电堆（Thermopile）红外线侦测器，再以微计算机转换读数而显现出来。2.测量原理2.1.红外测温原理物体处于绝对零度以上时，因为其内部带电粒子的运动，以不同波长的电磁波形式，向外辐射能量，波长涉及紫外、可见、红外光区，但主要处于0.76~3μm的近红外、3~6μm中红外、6~15μm远红外区。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。2.2.红外测温仪的工作过程红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件以及位置决定。被测物体辐射的红外线首先进入测温仪的光学系统，再由光学系统汇聚射入的红外线，使能量更加集中；聚集后的红外线输入到光电探测器中，探测器的关键部件是红外线传感器，它的任务是把光信号转化为电信号；从光电探测器输出的电信号经过放大器和信号处理电路按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。2.3.耳温枪原理人体鼓膜的辐射能量主要处于6~15μm区。耳温枪通常使用热电堆传感器，此传感器包含了上述的光学系统、光电探测器---热电杭州启德医疗器械有限公司-全护医疗器械第2页堆、热敏电阻。通过热电堆传感器，检测人体鼓膜的远红外6~15μm的辐射强度。这一测量结果是相对量，即所得结果与被测物的辐射强度和热电堆本身的温度相关。而热敏电阻则用于测量热电堆本身的温度。通过计算辐射强度及热电堆本身的温度，即可得到被测物的温度。3.主要物料3.1.探头包括波导管、红外线传感器（热电堆+热敏电阻）。热电堆：输出小电压，其电压值由目标物温度及热电堆所在环境温度决定。建议分辨率0.01℃的精准度。使用环温25℃校正时绝对误差在±0.03℃内。其为半导体材料制作而成的传感器，故容易受温度而影响其测量数值。热敏电阻：随其所在之温度改变而有电阻变化，用来监视红外线传感器的内部温度。在此亦称之为量测时的环境温度。建议测量误差及重复性0.05℃。3.2.主板包括PCB板、8位单片机、量测电阻、液晶显示屏等。单片机：耳温枪主控芯片，探头采集信号的处理与输出。显示屏：段式LCD。薄膜扬声器（可选）。3.3.电源杭州启德医疗器械有限公司-全护医疗器械第3页7号电池或者CR2032纽扣电池。3.4.外壳ABS工程塑料。4.影响耳温枪准度的主要因素4.1.耳套a)使用前确认耳温计是否需要装配耳套：产品无需装配耳套：如装配耳套，测量结果可能偏低；产品若要需要装配耳套：无耳套或耳套破损，测量结果可能偏高；b)耳套表面有异物、褶皱，测量结果可能偏高；c)耳套表面比较潮湿，会造成测量结果偏低，请等耳套完全干燥后在进行测量；4.2.环境因素a)耳温计保存在温度较低（高）的房间，若拿到温度较高（低）的房间内立即测量，会影响测量结果的准确度。此时，耳温计需要在该环境下放置20min以上，再进行测量。建议温枪保存在实际使用的房间；b)请勿在空调暖风（冷风）直接吹到的地方进行测量，测量结果可能偏高（偏低）；c)运动过后、吃完饭后，用耳温计测量温度，测量结果可能偏高，此时应休息20min以上在进行测量；d)从炎热（寒冷）的外面，走进有冷气（暖气）的房间内，立刻用耳温计测量温度，测量结果可能有偏差，此时应在室内休息20min以上在进行测量；4.3.操作因素a)耳温计测量部放入耳朵内的深度偏浅，测量结果可能偏低，请沿着鼓膜的方向尽可能深的插入；b)测量时，测量部应对准鼓膜方向，如果对准耳壁，会造成测量温度偏低；c)耳朵内测量部位的不同，测量值也会有差异，请以一定的方向、深度插入耳朵。按照说明书多练习几次，就可准确掌握；d)测量尚未结束前就从耳内取出耳温计，会影响测量值的准确度。听到蜂鸣音后，再将耳温计取出。e)连续测量，导致测量部升温，会影响测量结果的准确度。耳温计放置2-3min后在进行测量；杭州启德医疗器械有限公司-全护医疗器械第4页4.4.人体因素a)耳朵内耳垢较多，会造成测量结果有偏差，请用棉棒清洁后重新测量；b)人体左右耳的的形状有细小差异，因此左右耳的测量值并不相同，请保持用同一侧的耳朵进行测量；c)保证被测耳朵处于健康状态，无耳炎等疾病；END