人體測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)主要為適應(yīng)人體體溫快速無接觸測(cè)量的需要，主要介紹熱釋電紅外傳感器的工作原理以及最適宜人體紅外線檢測(cè)的熱釋電傳感器p7187的結(jié)構(gòu)和等效電路，闡述了基于熱釋電傳感器p7187的紅外測(cè)溫儀的工作原理，討論了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，簡(jiǎn)單介紹了該測(cè)溫系統(tǒng)的適用條件。應(yīng)用表明該設(shè)計(jì)有廣泛的臨床實(shí)用性。
熱釋電紅外探測(cè)器是由熱釋電紅外傳感器、菲涅耳透鏡及電子電路組成的一種光電檢測(cè)裝置。他能無接觸地檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)時(shí)輻射出的紅外線并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。本文介紹了一種用于快速測(cè)量人體體溫的p7187熱釋電傳感器的原理及其基本設(shè)計(jì)電路。
1.熱釋電效應(yīng)
某些強(qiáng)介電物質(zhì)(PZT，LiTaO3等)的表面接受了紅外線的輻射能量，其表面產(chǎn)生溫度變化，隨著溫度的上升或下降，這些物質(zhì)表面上就會(huì)產(chǎn)生電荷的變化，這種現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)。圖1為晶體表面電荷隨溫度變化的移動(dòng)情況。
可見，當(dāng)紅外線照射熱釋電元件時(shí)，其內(nèi)部極化作用發(fā)生很大的變化，其變化部分作為電荷釋放出，從外部取出該電荷就變成傳感器的輸出電壓。由此可見，熱釋電傳感器只有在溫度變化時(shí)才有輸出電壓。
2 p7187熱釋電傳感器的等效電路
常見的熱釋電傳感器有p2613，p3782，p7187等。根據(jù)法拉第法則，人體的體溫約為3 7℃，輻射最多紅外線的波長(zhǎng)是10μm左右，而p7187對(duì)7～20μm范圍波長(zhǎng)比較靈敏，他采用了2個(gè)熱釋電元件PZT板，PZT板表面吸收紅外線，并在受光面的內(nèi)外各自安裝取出電荷的一對(duì)電極，能敏感的捕捉到被測(cè)物體或光源，具有很高的靈敏度。這2個(gè)受光電極反向串聯(lián)，可有效地防止背景波動(dòng)以及干擾光照射時(shí)的誤動(dòng)作(一是環(huán)境變化引起的誤動(dòng)作，二是使用光調(diào)制器時(shí)的誤動(dòng)作)對(duì)傳感器的影響，當(dāng)2個(gè)受光電極同時(shí)受到紅外線照射時(shí)，輸出電壓相互抵消而無輸出，只有當(dāng)人體移動(dòng)時(shí)才有電壓的輸出，輸出電壓比較精確的反映了人體移動(dòng)的情況。
圖 p7187熱釋電傳感器的等效電路圖
