红外额温枪解密红外额温枪：技术原理、拆解分析、设计方案、电路方案等技术分享

红外前额温度枪的前额温度计

新冠肺炎突然爆发的肺炎对全球几大产业链的成长带来了负面影响。但疫情也使需求稳定的防疫物资突然变成紧俏商品，如口罩、酒精、消毒剂等。目前很多城市的企业都吹响了复工的号角，额头枪成为了一种新的紧俏产品。

复工很重要，防控措施不可或缺。除了戴口罩，体温筛查也成为疫情控制的重要防线。通过发现体温异常的人群，采取及时发现、早期隔离等措施，可以有效防止疫情蔓延。

目前，红外额头测温枪用于交通障碍物、车站、医院、住宅小区、超市、企事业单位等各种场所的体温测量。

温度检测工具的分类

体温检测工具分为接触式和非接触式两种:

联系人类型:

输出电压:0-10mv；

热电堆温度传感器的最大温度范围为-60℃至+1200℃

红外热电堆传感器成品图中主要有两种包装形式:TO46(TO18)/TO39(TO5)；

红外额头温度枪芯片

红外测温枪的核心芯片主要由ADC芯片和控制芯片组成，可以实现按键控制、LCD显示、电量检测等功能。

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、信号处理、显示输出等组成。光学系统采集目标在其视场内的红外辐射能量，视场的大小由光学部件和温度计的位置决定。被测物体辐射的红外线首先进入温度计的光学系统，然后入射的红外线被光学系统收集，使能量更加集中；采集的红外线输入光电探测器，探测器的关键部件是红外传感器，其任务是将光信号转换成电信号；光电探测器输出的电信号由放大器和信号处理电路根据仪器内部的算法和目标发射率进行校正，然后转换成被测目标的温度值。

人体前额温度枪的校准

环境温度:将传感器放入温度为25.00±0.02℃的水箱中，稳定后按键确认，通常需要30秒。

黑体温度:先将黑体炉调至37.00±0.02度，然后将传感器插入黑体炉内，按键确认何时稳定。通常需要20个小时

方案设计和产品生产需要准备什么

1.外壳里有多少个功能键，它们的作用是什么？

2.液晶屏需要多少英尺

3.传感器是数字的还是模拟的

4.产品规格:什么样的电池电源，家用还是医用，需要校准吗

生产测试要求

2.工厂有恒温房吗？中、高、低温均可调节

3.你知道如何操作散热器吗？还有一个不清楚的因素是结构、光学元件和传感器中的一个出现故障，导致持续的测试和校正。电子设计工程师可能解决不了这些问题。

4.有临床实验资源吗？(去医院，他们有大中小身材的人发烧不发烧，做一段时间的检测数据)

5.如果做医疗监管，有国内CFDA医疗资质吗？国外称FDA和CE医疗(CFDA最早需要一年半时间审批)。

红外温度计设计方案

方案介绍

非接触式红外测温仪是利用现代传感器测量技术、微电子技术等技术手段测量被测物体温度的新型仪器。当红外温度计对准并接近被测物体与数字接近传感器的有效距离时，按下电源/测量键并保持几秒钟，然后红外温度计内部的红外传感器模块将采集温度并转换成电信号，然后转换成数字信号，然后通过通信接口传输到单片机。单片机通过数字温度传感器采集当前环境温度，对传输的温度数字信号进行相应的温度补偿处理，将校正后的温度存储为当前记录数，并判断温度所在的LCD背光范围，从而进行相应的背光显示:(35.0-37.4℃)正常体温绿色背光，(37.5-37.9℃)高体温黄色背光，(38-42.9℃)体温当超过30秒不使用时，自动进入低功耗模式

方案硬件框架

这种非接触式红外测温仪方案由超低功耗、高安全性的单片机组成:RJM8L151、电源模块、按键模块、红外传感器模块、温度传感器(模块)、数字接近传感器模块、环境温度传感器、语音模块、扬声器和LCD显示模块。硬件框图如下:

1.单片机

采用武汉仁爱电子科技有限公司推出的超低功耗、高安全性的RJM8L151单片机。该芯片运行和待机功耗性能优异，支持4通道IO唤醒芯片。12位高精度逐次逼近型ADC、2通道多功能比较器、定时器、实时时钟(RTC)、看门狗定时器(WDT)、功率可编程电压检测(PVD)、中断控制器、硬件真随机数发生器、AES/DES/SM4硬件加密引擎和通信接口:UATR、SPI、IIC、GPIO、ISO7816、JTAG等。该芯片支持使用KeiluVision或IAR集成开发环境开发和调试应用程序代码。RJM8L151系列安全单片机硬件框图如下图所示:

2.电源微型组件

用两节AAA干电池供电，用电压转换芯片维持电源模块的输出电压，以保证电池电压下降时MCU、红外传感器、数字接近传感器、语音芯片、LCD屏幕等模块正常稳定运行。

3.传感器模块

a)采用集成红外感应模块，包括红外热电堆传感器和专用处理芯片。优点是电路稳定，接口简单，调试方便，缺点是价格较高。传感器信号可选自MLX90614、HMS K1C1 F5.5、10TP583T，其中例子如下:

红外传感器MLX90614的红外传感部分为81101热电单元，81101为红外热电堆传感器，接收目标物体的红外辐射信号，然后通过内部DSP信号处理专用集成芯片MLX90302和17位ADC进行信号放大和信号处理，由PWM或SMBus(兼容标准速度IIC)输出。测量精度可达0.2%，测量速度快，功耗低。数字温度传感器主要用于测量环境温度，因此红外传感器可以作为温度补偿来提高精度，数字接近传感器用于检测温度测量过程中的有效距离

b)采用热电堆传感器+外围电路的优点是成本较低，缺点是小信号放大处理电路和温度补偿电路需要精心设计和调试，产品设计周期较长。传感器信号可以是MTP10-B7F55、RTP678等。，示例如下:

三尼奇的MTP10-B7F55可以实现快速高精度的温度测量，其内置的NTC可以实现环境温度测量进行温度补偿以提高精度，其应用模式可以灵活选择。原理如下:

8)支持32套内存存储

9)支持三色背光显示

正常体温(35.0-37.4℃)的绿色背光

高体温(37.5-37.9℃)黄色背光

超高体温红色背光(38-42.9℃)

10)支持电池低电压显示

11)支持语音广播

12)支持自动关机省电

RJM8L151的优势:

1)超低功耗