非接触、口腔红外线电子体温计制造技术

非接触、口腔红外线电子体温计，在外壳内有一电源９，开关１０放置在适当位置，还包括汇聚所测物体红外辐射的非球面透镜１，所汇聚的红外辐射经调制器２斩波调制后入射到探测器３上，探测器３输出的电信号经电路处理，得到所测物体的温度。本发明专利技术测量时完全不与人体接触，快速、准确，既能测量比测温仪所处环境温度高的目标的温度；也能测量比测温仪所处环境温度低的目标的温度，非常适合现代卫生的要求。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子温度计，特别是一种非接触式、口腔红外线电子体温计。体温计是人类保健医疗器械中，应用最普遍的仪表。由于技术和价格两方面的原因，迄今还没有真正可以与人体完全不接触地，快速地测量人体体温的温度计。近几年出现的采用红外测温技术的体温计，如美国Thermoscan公司的Pro-1耳道温度计(U.S.Patent4,797,840)，还有日本Omron公司的MC-505耳用温度计，分别采用了热电探测器和热电堆探测器，直接测量耳腔内和鼓膜的温度，1～3秒钟测得体温。它们的共同点都是要将测温探头插入人的耳穴内。因此，对人体来说，不能称为“非接触”的体温表。上述温度计只能测量高于环境温度的物体，而不能测量低于环境温度的物体。本专利技术的目的是提供一种新的，完全不与人体接触的体温计，一套新的，有效地提高非接触式的红外测温仪灵敏度、信噪比和精度的技术，确保了这种体温计的精确，可靠。本专利技术的另一目的是提供一种包括医疗或其它应用的非接触式测温仪，既能测量比测温仪所处环境温度高的目标的温度；也能测量比测温仪所处环境温度低的目标的温度。本专利技术的主要特点是包括外壳，在外壳内有一电源9，开关10放置在适当位置，还包括汇聚所测物体红外辐射的非球面透镜1，所汇聚的红外辐射经调制器2斩波调制后入射到探测器3上，探测器3输出的电信号经电路处理，得到所测物体的温度。本专利技术测量时完全不与人体接触，快速、准确，既能测量比测温仪所处环境温度高的目标的温度；也能测量比测温仪所处环境温度低的目标的温度，非常适合现代卫生的要求。 附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中1——红外透镜 2——调制器 3——探测器 4——热电探测器—场效应管输入电路 5——峰值检波电路 6——峰值保持电路 7——液晶显示器 8——发光二极管 9——电池 10——开关 11——被测物图2是振子型斩波调制器结构图。图中21——钢片 22——磁性材料 23——线圈 24——线圈25——晶体管 26——同步信号输出图3A是现有技术热释电探测器输入电路图，B是其等效电路。图中3——热释电探测器 31——后接场效应管的输入栅偏电阻Rg32——场效应管T133——热电探测器的等效漏电阻Rd34——热电探测器的等效电容Cd35——场效应管T1的结电容Cg37——场效应管的源极电阻Rs图4A是本专利技术的热释电探测器—场效应管输入电路，B是其等效电路。(所用标号与图3相同)图中36——附加的另一只场效应管T235——这种接法下后接放大器的等效输入电容 38——本输入电路后接的放大器图5是同步峰值检波电路原理图。图中51——二极管温度传感器 52——运算放大器 53——二极管 54——调制器同步信号 55——场效应管图6是图5中各部分的电信号波形图。下面结合附图详述本专利技术。由图1所示，本专利技术的非接触、口腔红外线电子体温计的工作原理是非球面形的红外透镜1将被测目标11的红外辐射汇聚；经过高精度稳频振子形调制器2被斩波调制后，入射到热电型探测器3的敏感面上，产生的电信号，接入热电探测器—场效应管输入电路4。输出的电信号进入信号处理电路5经过选频放大，利用同步峰值检波及压缩带宽技术，抑制了噪声而取得表征被测目标11的红外辐射强度的电信号，此电信号经过非线性补偿及校准，获得与被测目标11的温度呈线性关系的电压信号，此电压信号可被一个峰值保持电路6保持它的电压值，再通过常规的A/D变换及液晶显示驱动电路，在液晶显示器7上用数字显示出被测目标的温度。8是一个发射角为8°～12°的超高亮度红色发光二极管，前面加有一个光栏，发出一个红色的光束，在本专利技术中用作瞄准。它使一个直径约1CM的红色的光斑照射在15CM左右远处的目标11上，本专利技术的温度计所测的就是光斑所在位置的温度。9是一个安装有电池的盒子，提供温度计的电源。以上各部件被固定安置在一个手柄型外壳1的内部空腔内。外壳前端有两个孔，分别是瞄准光束的出光孔和测量目标红外辐射的入射孔。外壳保护测温仪的各个部件，并屏蔽与被测目标无关的杂散辐射。每次测量人的体温时，先按下开关10，接通电源8，则出现红色瞄准光束。请被测人张开口，本专利技术的温度计距被测人的口部10～20CM，将瞄准光束的光斑扫描到规定的位置(如舌面的中间部分)，用约一秒的时间扫过。则本专利技术的测温仪测得口腔内的温度表示了人的体温，以0.1℃的精度在液晶显示器7上显示出来，此数值将保持直至下一次测量。下面给出本专利技术的一个实施例。图1中的红外透镜1是这样设计的它的作用是收集目标辐射的能量，并将其汇聚到红外探测器上。通常的透过式光学系统是由一片凸透镜或两片胶合的凸透镜构成，均为球而镜或镜组。本专利技术的红外透镜为非球面形，最好为抛物面，使透镜边缘部分的焦距，短于中心部分的焦距，设透镜的最大直径为D。边缘部分的焦距为f0，则透镜不同直径D部分的焦距为f 即越接近中心部分，焦距越长，透镜为抛物面形，近距离处散焦，使辐射能量分散，而远距离处聚焦，使接收辐射能量集中而信号增强。这种设计适应了体温计相对短距离测量的要求，减小了测量距离变化引起的偏差，提高了测量精度。图1中2为本专利技术设计的调制器，这种振子型斩波调制器的结构原理和驱动电路示意图为图2。一只一端固定在基板上的高弹性钢片作为振动片21，粘有一枚用钕铁硼永磁材料制做的圆柱形永磁体22。置于具有两个重叠的绕组23、24的线圈框中。23作为激励线圈，接在晶体管25的集电极，24作为反馈线圈，接于晶体管25的基极。接通电源的瞬间，线圈23产生的磁场，吸引永磁体22，带动钢片21向线圈内部运动，永磁体的运动，又在线圈24上产生感应电动势，使晶体管的基极电流增加，正反馈使通过线圈23的集电极电流增加，更促进吸引永磁体伸入线圈内部，当此引力与钢片的弹力平衡时，永磁体静止，基极线圈24感应电动势为0，电流截止，激励线圈的电磁场消失，钢片弹回到初始位置，一超过平衡点，磁钢的运动又使基极线圈24产生感生电动势，正反馈又使晶体管集电极产生电流，使激励线卷产生电磁场，吸引永磁体再次向线卷内运动......。如此形成钢片的振动，周期性地遮断和开通经过透镜1聚焦的入射红外辐射，完成了对被测目标红外辐射的调制。本专利技术的这种设计结构简单，而调制频率完全由钢片的固有振动频率决定而与线圈和外电路无关，稳定性可以达到0.04％，而驱动电路晶体管仅耗电1mA，实现了对红外辐射信号的高精度，高稳定的调制，本专利技术设计的振动调制频率为75Hz左右，避开了工频(50-60Hz)及谐波(100-120Hz)的干扰，而且使本专利技术温度计的响应时间可达0.1秒。图1中3为红外探测器，本专利技术采用了钽酸锂(LiTaO3)或锆钛酸铅(PZT)热释电型探测器，由于已对目标的红外辐射进行了调制，就可以选用灵敏度高，信噪比好而且价格远低于热电堆的这类热释电型探测器了。图1中4为本专利技术设计的热电探测器—场效应管输入电路，说明如下现有热释电探测器的输入电路和等效电路如图3。热电探测器是一个恒流源。其负载为Rg和电容C＝Cd+Cg的并联。为提高电压响应率，必须使用较大的输入电阻Rg，然而，当时间常数τe＝RgC＞1时，电压响应率随调制频率的增高而线性减小，信噪本文档来自技高网...

【技术保护点】
非接触、口腔红外线电子体温计，包括外壳，在外壳内有一电源９，开关１０放置在适当位置，其特征是还包括汇聚所测物体红外辐射的非球面透镜１，所汇聚的红外辐射经调制器２斩波调制后入射到探测器３上，探测器３输出的电信号经电路处理，得到所测物体的温度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱春才，王树铎，
申请(专利权)人：王树铎，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]