测温仪设计
非接触式红外测温仪设计
摘要
温度测量技术应用十分广泛，而且在现代设备故障检测领域中也是一项非常重要的技术。但在某些应用领域中，要求测量温度用的传感器不能与被测物体相接触，这就需要一种非接触的测温方式来满足上述测温需求。本论文正是应上述实际需求而设计的红外测温仪。
红外测温仪是以黑体辐射定律作为理论基础，是光学理论和微电子学综合发展的产物。与传统的测温方式相比，具有响应时间短、非接触、不干扰被测温场、使用寿命长、操作方便等一系列优点。
本文介绍了红外测温仪测温的基本原理和实现方法，提出了以STC89C51单片机为其核心控制部件的红外测温系统。详细介绍了该系统的构成和实现方式，给出了硬件原理图和软件的设计流程图。该系统主要由光学系统、光电探测器、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内目标的红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号。STC89C51单片机负责控制启动温度测量、接收测量数据、并按照单片机中的温度值计算算法计算出目标的温度值再通过LED把结果显示出来。
关键词: STC89C51单片机，红外测温，LED显示
THE DESIGN OF NON－CONTECT INFRARED
THERMOMETER
ABSTRACT
The technology of temperature measurement is used widespread, and it also important in the modern equipment failure examination field. But in some application domains, we needn’t the sensor contact with the measured object which used in temperature measurement, this needs a kind of non-contact temperature measurement to satisfies the demand and the design of this infrared thermometer is also based on the demand.
Infrared thermomter, it uses the blackbody radiation laws as the theories foundation, it is the outcome that the optical theories and micro-electronics learn a comprehensive development. Compared to the way of traditional temperature measurement, it has a series of merits, such as short in response time, non-contact, noninterference to temperature field, long useful time and convenient operation, etc.
The paper introduces the basic principle of infrared thermometer and the method of realization, puts forward infrared trermometer system with the STC89C51 MCU as the CPU. The paper introduces the composing and the method of that system in detail, and gives the hardware principle diagram and the design flow chart of the software. The system formed by the optical system, photoelectron detector,display and output partially. The optical system collects the infrared radiation energy of the object in its field of view, the infrared energy focusing on the instrument and transforms to the corresponding electrical signal. The STC89C51 MCU is used to start the temperature survey, data receive, count the value of the object temperature based on the arithmetic with in MCU and the result is displayed on LED.
KEYWORDS: The STC89C51 MCU, infrared radiation thermometry, the LED display
前言 (1)
第一章红外测温系统的设计背景及方案介绍 (2)
§1.1温度测量技术的概述 (2)
§1.2红外测温原理及方法 (3)
§1.3 红外测温系统的方案介绍 (5)
第二章红外测温系统的硬件设计 (7)
§2.1 单片机处理模块 (7)
§2.2红外测温模块 (10)
§2.4 RS232A转换电路模块 (12)
§2.5 电源模块 (13)
§2.6 键盘模块 (14)
§2.7 LED显示模块 (14)
第三章红外测温系统的软件设计 (17)
§3.1 主程序模块的设计 (17)
§3.2 红外测温程序模块 (18)
§3.3键盘扫描程序模块 (20)
§3.4 显示程序模块 (22)
总结 (23)
参考资料 (24)
致谢 (24)
附录 (24)
英文翻译.............................. 错误！未定义书签。
温度是确定物质状态的重要参数之一，它的测量与控制在国防、军事、科学研究以及工农业生产中占有十分重要的地位。在工业生产中，我们通常通过测量设备表面的温度来监测设备的运行状况，而现代的工业设备往往是在高电压、大电流等危险情况下运行的，传统依靠人工接触式检测的方法既浪费时间、人力，又带有一定的危险性，同时对测温仪所采用的材质也有严格的限制。因此有必要去应用一种新的方式去检测目标系统的温度，确保设备的平稳运行。
针对现代故障检测非接触技术指标的要求，本文讨论了这种非接触红外辐射温度测量技术，这种技术通过测量物体的红外辐射而达到测量物体温度的目的。本测温仪是基于STC89C51单片机的红外测温仪，首先它是根据实际需要制定的红外测温的性能指标和功能要求，然后由此具体设计出了硬件电路原理图及其相关软件。
本论文的第一章简要地介绍了现代测温技术的发展背景、红外辐射测温原理以及本测温仪的总体设计方案；第二章系统地介绍了红外测温仪的硬件设计及其各硬件模块的功能与原理图；第三章则概述性的介绍了本红外测温仪的软件设计，以流程图的方式介绍了各个功能的具体实现。
由于时间紧迫，知识面窄等因素，该系统并非非常完善，还有一些方面需要进一步的修改与调试。这其中的不足之处，请各位老师加以批评指正。
第一章红外测温系统的设计背景及方案介绍
随着现代科学技术的发展，传统的接触式测温方式以不能满足现代一些领域的测温需求，对非接触、远距离测温技术的需求越来越大。本红外测温仪设计的出发点也正是基于此。在本章中简要介绍了温度测量技术的发展，在此基础上进一步概述了红外测温的原理与方法，并给出了本仪器的设计方案。
§1.1温度测量技术的概述
普通温度测量技术经过相当长时间的发展已近于成熟。目前，随着经济的发展日益需要的是在特殊条件(如高温、强腐蚀、强电磁场条件下或较远距离)下的温度测量技术。因此，当前研究的重点也在于此。
一、红外温度测量技术
非接触式红外测温也叫辐射测温，一般使用热电型或光电探测器作为检测元件。此温度测量系统比较简单，可以实现大面积的测温，也可以是被测物体上某一点的温度测量；可以是便携式，也可以是固定式，并且使用方便；它的制造工艺简单，成木较低，测温时不接触被测物体，具有响应时间短、不干扰被测温场、使用寿命长、操作方便等一系列优点，但利用红外辐射测量温度，也必然受到物体发射率、测温距离、烟尘和水蒸气等外界因素的影响，其测量误差较大。
在这种温度测量技术中红外温度传感器的选择是非常重要的，而且不仅在点温度测量中要使用红外温度传感器，大面积温度测量也可使用红外温度传感器。本设计正是采用红外温度传感器这种温度测量技术，它具有温度分辨率高、响应速度快、不扰动被测目标温度分布场、测量精度高和稳定性好等优点；另外红外温度传感器的种类较多，发展非常快，技术比较成熟，这也是本设计采用红外温度传感器设计非接触温度测量仪的主要原因之一。
二、红外温度传感器
红外温度传感器按照测量原理可以分为两类:光电红外温度传感器和热电红
外温度传感器。本红外测温仪选用热电红外温度传感器。
热电红外温度传感器是利用红外辐射的热效应，通过温差电效应、热释电效应和热敏电阻等来测量所吸收的红外辐射，间接地测量辐射红外光物体的温度。
本设计根据现代非接触故障检测技术的需求选用了型号为凌阳的TN9温度传感器。它的测量距离大约为30米，测量回应时间大约为0.5秒。而且它具备SPI 接口，可以很方便地与单片机（MCU ）传输数据。
§1.2红外测温原理及方法
一、红外测温原理
红外测温仪的测温原理是黑体辐射定律，众所周知，自然界中一切高于绝对零度的物体都在不停向外辐射能量，物体的向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联系，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强。黑体的光谱辐射出射度由普朗克公式确定，即：
21
/511C C M e λλλ=?-
下图1-1是不同温度下的黑体光谱辐射度图：
图1-1 不同温度下的黑体光谱辐射度
从上图中曲线可以看出黑体辐射具有几个特征:
① 在任何温度下，黑体的光谱辐射度都随着波长连续变化，每条曲线只有一个极
大值；
② 随着温度的升高，与光谱辐射度极大值对应的波长减小。这表明随着温度的升
高，黑体辐射中的短波长辐射所占比例增加；
③ 随着温度的升高，黑体辐射曲线全面提高，即在任一指定波长处，与较高温度
相应的光谱辐射度也较大，反之亦然。
二、红外测温的方法
依据测温原理的不同，红外测温仪的设计有三种方法，通过测量辐射物体的全波长的热辐射来确定物体的辐射温度的称为全辐射测温法；通过测量物体在一定波长下的单色辐射亮度来确定它的亮度温度的称为亮度测温法；如果是通过被测物体在两个波长下的单色辐射亮度之比随温度变化来定温的称为比色测温法。
亮度测温法无需环境温度补偿，发射率误差较小，测温精度高，但工作于短波区，只适于高温测量。比色测温法的光学系统可局部遮挡，受烟雾灰尘影响小，测温误差小，但必须选择适当波段，使波段的发射率相差不大。本文选用全辐射测温法来计算被测量物体的温度，全辐射测温法是根据所有波长范围内的总辐射而定温，得到的是物体的辐射温度。选用这种方法是因为中低温物体的波长较大，辐射信号很弱，而且结构简单，成本较低，但它的测温精度稍差，受物体辐射率影响大。下面是全辐射测温法的相关方法介绍：
由普朗克公式可推导出辐射体温度与检测电压之间的关系式：
V=RaεσT 4=KT 4
式中K=Raεσ，由实验确定，定标时ε取1
T —被测物体的绝对温度
R ——探测器的灵敏度
a ——与大气衰减距离有关的常数
ε——辐射率
σ——斯蒂芬—玻耳兹曼常数
因此，可以通过检测电压而确定被测物体的温度，上式表明探测器输出信号与目标温度呈非线性关系，V 与T 的四次方成正比，所以要进行线性化处理。线性化处理后得到物体的表观温度，需进行辐射率修正为真实温度，
其校正式为：
4()
Tr T T ε= 式中T r ——辐射温度(表观温度)
ε(T)——辐射率，取0.1～0.9
由于调制片辐射信号的影响，辐射率修正后的真实温度为高于环境的温度，还必须作环温补偿，即真实温度加上环温才能最终得到被测物体的实际温度。
§1.3 红外测温系统的方案介绍
红外测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。可以对正在运行的设备进行非接触检测，拍摄其温度场的分布、测量任何部位的温度值，据此对各种外部及内部故障进行诊断，具有实时、遥测、直观和定量测温等优点，用来检测发电厂、变电所和输电线路的运转设备和带电设备非常方便、有效。用红外测温仪，你可连续诊断电子连接问题和查找连接处的热点，以检测设备的功能状态，还可检验电池组件和功率配电盘接线端子，开关齿轮或保险丝连接，防止能源消耗。
此红外测温仪的特点：有温度分辨率高、响应速度快、不扰动被测目标温度分布场、测量精度高、稳定性好等优点。该设计方案主要包括：软件设计部分与软件设计部分。
一、红外测温仪系统的技术指标及主要功能
1：温度测量精度±1℃；
2：温度测量的分辨率0.1℃：
2：LED显示；
3：电源：DC 5V±10%；
4：工作环境温度≤60℃工作环境湿度≤90%；
二、红外测温仪的硬件系统方案设计
本红外测温仪采用模块化的设计思想，它的硬件结构由STC89C51单片机模块，红外测温模块，RS232转换电路模块，电源模块，键盘模块和LED显示模块组成。
STC89C51单片机是本系统的控制中心，它负责控制启动温度测量、接收测量数据、计算温度值、并根据取得的键值控制显示过程；红外测温模块负责温度数据的采集、测量，并将采集到的数据通过数据端口传送给STC89C51单片机；RS232转换电路模块可以使单片机方便地同PC机进行串口通信，并可以同时接收或传送外部送来的资料；通过键盘模块可以方便地进行测温及各种操作；LED显示模块把测量的温度值直观地显示给观测者；电源模块负责本红外测温仪电源的
供应。
此红外测温仪系统的硬件结构框图如图1-2所示：
图1-2 红外测温仪系统的硬件方案设计框图
三、红外测温仪的应用软件系统的方案设计
此红外测温仪的软件设计同样采用模块化的设计思想，它把整个系统分成若干模块分别予以解决，它包括主程序模块，红外测温模块，键盘扫描模块和显示模块。
主程序模块主要完成系统初始化，温度的检测，串行口通信，键盘和显示等功能。其中系统初始化包括: 时间中断的初始化、外部中断源的初始化、串口通信中断的初始化、LED显示的初始化。
红外测温模块包括：获取温度数据，计算温度值。
键盘扫描模块：获取按键信息，处理按键请求等。
显示模块：获取并处理相应的温度数据，
在此红外测温仪的软件系统设计中，时钟的设置是相当重要的，通过时钟的设置才能获得良好的时钟频率，这个时钟频率是整个软件系统是否能正常有序地运行的关键。具体的软件方案设计如下图1-3：
主程序模块
红外测温键盘扫描显示模块通信模块图1-3 红外测温仪系统的软件方案设计框图
第二章红外测温系统的硬件设计
基于STC89C51单片机的红外测温仪的硬件设计采用目前使用比较广泛的模块化设计思想，将整个系统分成六大模块：单片机处理模块；红外测温模块；RS232转换电路模块；电源模块；键盘模块和LED显示模块。通过划分模块的方法，可以把一个复杂的问题分割成几个相对容易解决的问题，分别予以解决，大大简化了设计的难度。
§2.1 单片机处理模块
该红外测温仪是以STC89C51单片机为核心器件，此单片机模块的工作原理是：加载相应程序的STC89C51单片机把红外测温模块传来的数据加以处理，送LED显示屏显示。
下图3-1是单片机处理模块的电路原理图
图2-1 单片机处理模块电路图
其复位电路如图2-1左边上部分，本单片机处理模块是通过开关手动复位的，只要在RST引脚出现大于10ms的高电平，单片机就进入复位状态，这样做的目的是便于根据实际情况而选择是否复位温度测量数据。而此仪器的震荡电路选用的是晶体震荡电路，其具体电路如图2-1左边下部分。采用晶体震荡电路的原因是因为它的频率稳定性好，而这正是本红外测温仪非常重要的技术要求。
单片机作为红外测温仪的核心处理部件，它关系到整个仪器的性能指标。因此它的选择是非常重要的。本测温仪选择的STC89C51RC单片机，下面是STC89C51RC 单片机相关资料信息：
STC89C51RC单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰/高速/低功耗的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择，最新的D版本内部集成MAX810专用复位电路。STC89C51RC 系列单片机具有在系统可编程（ISP）特性，这样可以省去购买通用编程器，单片机在用户系统上即可下载/烧录用户程序，无须将单片机从以生产好的产品上拆下。对于一些尚未定型的设计可以一边设计一边完善，加快了设计速度，减少了一些软件缺陷风险。由于可以在用户的目标系统上将程序直接下载进单片机看运行结果，故无须仿真器。下图2-2是此单片机的引脚图：
图2-2 STC89C51RC单片机引脚图
一、STC89C51RC单片机的特点：
1.增强型6时钟/机器周期，12时钟/机器周期8051 CPU；
2.工作电压：5.5v-
3.8v；
3.工作频率范围：0-40MHz，相当于普通8051的0～80M，实际工作频率可
达48MHz；
4.4k的Flash程序存储器；
5.片上集成512字节RAM；
6.ISP/IAP，无须专用编程器/仿真器；
7.通用I/O口，复位后：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口开漏输出，
作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时需加上拉电阻；
8.EEPROM功能；
9.看门狗；
10．内部集成MAX810专用复位电路（外部晶体20M以下时，可省略复位电路）
11．共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用；
12．外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒；
13．超低功耗，正常工作模式，典型功耗2mA；掉电模式，典型功耗0.5uA，可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序；
14．2个数据指针；
15．通用异步串行口（UATR），还可用定时器软件实现多个UATR；
16．工作温度范围：0－75℃/－40～＋85℃；
17．封装形式：PDIP-40/PLCC-44/PQFP-44。
二、STC89C51各引脚的功能描述如下：
（1）电源和晶振：V CC——运行和程序校验时加的电压；
V SS——接地；
XTAL1——输入到振荡器的反向放大器；
XTAL2——反向放大器输出，输入到内部时钟发生器。
（2）RST：单片机的上电复位或掉电保护端；
（3）ALE: 地址锁存有效信号输出端；
（4）PSEN：片外程序存储器读选通信号输出端。
§2.2红外测温模块
此红外测温模块采用非接触手段，解决了传统测温中需要接触的问题，具有回应速度快，测量精度高，测量范围广等优点。它通过红外温度传感器扫描被测物体，并把相应的红外辐射数据通过P1.5和P1.6口传送给单片机模块。
图2-3是红外测温模块电路图：
图2-3 红外测温电路模块
面对目前众多的红外检测器件产品，在设计中选择合适的红外检测器已成为一个重要问题。在设计过程中选择红外线检测器件时，首先考虑的是器件的以下性能因素:光谱响应范围、响应速度、有效检测面积、元件数量、制冷方式和检测目标的温度。
本红外测温仪选用了凌阳公司生产的型号为TN9的红外探测器作为测温模块，它是一种集成的红外探测器，内部有温度补偿电路和线性处理电路，因此简化了
本系统的设计。
它的测量距离大约为30米，测量回应时间大约为0.5秒。而且它具备SPI接口，可以很方便地与单片机（MCU）传输数据。其相关资料如下：
一、红外测温传感器的引脚介绍
红外测温元件HJSENSOR V D
C G A
图2-4 红外测温传感器引脚图
红外测温传感器引脚图如图2-4，其中V为电源引脚VCC，VCC一般为3V 到5V之间的电压，一般取3.3V；D为数据接收引脚，没有数据接收时D为高电平；C为2KHz Clock输出引脚；G为接地引脚；A为测温启动信号引脚，低电平有效。
二、红外测温模块的时序
红外测温模块的时序图如图2-5，在CLOCK的下降沿时接收数据。(例：如果一次温度测量需接收5个字节的数据，这5个字节中：Item为0x4c表示测量目标温度，为0x6c表示测量环境温度；MSB为接收温度的高八位数据；LSB为接收温度的低八位数据；Sum为验证码，接收正确时Sum=Item+MSB+LSB；CR为结束标志，当CR为0xodH时表示完成一次温度数据接收。)
500ns
Byte 0
Item MSB LSB Sum CR
Message format
>0.1sec
20ns
DATA
DATA CLOCK
DATA
图2-5 红外测温时序图
红外测温模块温度值的计算
以上面的例子：无论测量环境温度还是目标温度，只要检测到Item 为0x4cH 或者0x66H 同时检测到CR 为0x0dH ，他们的温度的计算方法都相同。
计算公式：
目标温度/环境温度=Temp/16-273.15
其中Temp 为十进制，当把它转换成十六进制的高八位为MSB ，低八位为LSB ；比如MSB 为0x14H ，LSB 为0x2Ah ，则Temp 十六进制时为0x142aH ，十进制时为5162，则测得的温度值为5162/16-273.15=39.475℃.
§2.4 RS232A 电平转换模块
通过RS232转换电路单片机可以方便的同PC 机进行串口通信，可以同时接收或传送外部送来的资料。但是进行串行通讯时要满足一定的条件，因为RS232是用正负电压来表示逻辑状态的,而TTL 是用高低电平来表示逻辑状态的,因此,为了能够同PC 机接口或终端的TTL 器件连接,必须在RS232与TTL 电平之间进行电平转换。实现这种变换的方法可用分立元件，也可用集成电路芯片。目前较为广
泛地使用集成电路转换器件，本设计采用MAX232芯片它可完成TTL到EIA双向电平的转换。RS-232C是串行数据接口标准，它规定了连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。RS-232被定义为一种在低速串行通信中增加通信距离的单端标准，它采取非均衡传输方式，即所谓的单端通信。典型的RS-232信号在正负电平之间摆动，发送数据时，发送端驱动器输出正电平+5～+15V，负电平为-15～-5V。无数据传输时，线上为TTL。从开始传送数据到结束，线上电平从TTL 电平到RS-232电平，然后返回TTL电平。接收器典型的工作电平为+3～+12V与-12～-3V。由于发送电平与接收电平的差仅为2～3V左右，所以其共模抑制能力差。加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大约为15米，最高速度为20Kb/s。
RS232转换电路图如图2-7
图2-7 RS232转换电路
MAX232C芯片介绍
MAX232C是RS232与TTL电平之间进行电平转换的工具芯片，它是MAXIM 公司生产、包括两路接收器和驱动器的IC芯片，适用于各种EIA-232C和V.28/V.24的通信接口。MAX232C芯片内部有一个电压变换器，可以把输入的+5V电源电压变换成为RS232所输出电平所需的电压。所以，采用此芯片的串行通信系统只需单一的+5V电源就可以了。
§2.5 电源模块
STC89C51的内核共电为5v，，而此红外测温仪系统的红外测温模块和LED 键盘模块的共电电压都可为5V，所以通过此电源模块后，将外部输入电压转换成5V的单片机工作电压，以保障红外测温系统的正常运行。
图2-9电源电路
§2.6 键盘模块
图2-10 键盘电路原理图
键盘模块采用动态扫描的方式，键盘扫描电路输出端和LED显示器段码控制
端口共用74HC164的输出Q
0~Q
7
,这样减少占用更多的I/O口。
本系统的键盘采用1×8行列式键盘。其工作原理为：单片机通过运行程序不断扫描键盘，检查是否有键按下，当扫描到有键按下时。经过程序处理找出按下的键值，并调用相应键操作程序完成对应的键操作。其电路原理图如图2-10所示。
§2.7 LED显示模块
LED显示模块：数码管显示按显示方式分动态显示和静态显示两种，静态显示虽然数据显示稳定，占用很少的CPU时间，但每个显示单元都需要单独的显示驱动电路，使用的电路硬件较多；动态显示需要CPU时刻对显示器件进行数据刷新，
所谓的动态就是一位一位地轮流点亮各位显示器，对每一位显示器而言，每隔一段时间点亮一次，利用人的视觉留感达到显示的目的。动态显示数据有闪烁感，占用CPU时间多，但使用的硬件少，能节省线路板空间。
本设计采用的是动态显示，显示模块由两片74HC164,8个8段LED数码管组成。
74HC164 为8 位移位寄存器，当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA －QH）均为低电平。串行数据输入端（A，B）可控制数据。当A、B 任意一个为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下QA为低电平。当A、B有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在CLOCK上升沿作用下决定QA的状态。
引出端符号
CLOCK 时钟输入端
CLEAR 同步清除输入端（低电平有效）
A，B 串行数据输入端
QA－QH 输出端
逻辑及封装图（双列直插封装）
两片74HC164分别控制数码管的位选和段选，其中控制位选信号的74HC164的输出端QA~QD通过电阻、三极管与数码管的共阴极连接，用P1.2口控制CLOCK 脉冲信号；另一个则通过电阻直接与数码管连接输送显示的数字，P1.1口控制CLOCK脉冲信号。它们的CLEAR端都始终接高电平，A、B两输入端相连共同接到P1.0口上。LED显示电路原理图如图2-11：
图2-11 LED显示电路原理图
由于键盘扫描电路和LED显示器显示电路采用动态扫描的方式，并共用同一个74HC164，所以在时间中断程序中必须先运行键盘扫描子程序，再运行LED显示子程序。动态扫描电路的扫描频率应不低于50Hz,否则LED显示器会不稳定。键盘扫描去抖动通过应用软件的方法实现。
测温仪原理
红外测温原理简介 红外测温仪分类 红外测温仪通过物体发出的红外辐射能量大小来确定物体的温度。理论上讲，任何高于绝对零度的物体都能发出红外辐射能量。红外测温仪按测量波长的多少可分为单色测温仪、双色测温仪、多色测温仪。 单色红外测温仪原理 目前市场上的单色测温仪，多为窄波段测温仪。它的测温原理是通过物体某一狭窄波长范围内发生的辐射能量，来决定温度的大小。测温仪测量的是一个区域内的平均温度，测量值受发射率、镜头的污染以及背景辐射的影响。 物体发出辐射能量的大小与发射率有一定关系。发射率越大，物体发出的红外线能量越大。物体的发射率与物体表面的状态有一定关系，表面的粗糙度、亮暗程度、不同材质都会影响发射率。所以在使用单色测温仪时，常会有一张不同材质的发射率表。 （2）双色测温仪原理 不同大气窗口下，选用的探测器类型 窗口1 Si （硅） 窗口2 Ge （锗）InGaAs （铟镓砷） 窗口3 PbS(硫化铅) ExInGaAs （扩展型铟镓砷） 窗口4 PbSe(硒化铅) Thermopile （热电堆） 窗口5 Thermopile （热电堆） 窗口6 发射率变化、镜头的污染以及背景辐射的影响，与波长的选择有关系。选择特殊波长范围 的测温仪，能够使单色测温仪尽量克服传输介质的干扰。比如水蒸汽、各种气体等其它物质的影响。选择短波长测温，可以使红外测温仪受发射率的影响降到最低。长波长测温仪通常用来测量 低于200℃的目标或特殊介质的测量。
双色红外测温原理 比色测温仪又称双色测温仪。它是利用邻近通道两个波段红外辐射能量的比值来决定温度的大小。比值与温度的关系是线性的，这是由探测器的性能决定的。 双色测温仪能够消除水汽、灰尘、检测目标大小变化、部分被遮挡、发射率变化等的影响，双色测温仪测量绝大数灰体材料时不需要修正双色系数，双色测温仪测量一个区域内最高温度的平均值。 思捷光电的双色红外测温仪可以克服严重水汽、灰尘、检测目标大小变化、部分被遮挡、发射率变化等的影响，即使检测信号衰减95%，也不会对测温结果有任何影响。软、硬件设计适用于一百万倍信号动态范围的可靠检测，满足用户对仪器的精度和分辨率等要求。 双色测温仪与单色测温仪比较的优势 双色测温不会随物体表面的状态而变化（表面粗糙度不一样、或表面的化学状态不一样），不会影响测温的准确性，而单色测温仪就会有影响。
监控系统设计方案
第一章公司简介 第二章工程概况 阳逻白鹿奥体是一个建造中大型多元化健身场所。是新洲区最大健身中心，为了对顾客教练人群和车辆财产的安全，故需安装一套视频监控系统。 1、设计标准 本方案设计依照以下规范： 《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94） 《公安部监控设备安装规范》 《共用闭路监视系统工程技术规范》（GB50198-94） 《智能建筑设计标准》（EBD-03095） 《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16——92） 《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBJ232-90，92） 《中国建筑电气设计规范》 2、设计原则 2.1用户至上原则 本方案以满足用户需求为目标，最大限度地满足用户提出的功能需求，并针对阳逻白鹿奥体中心工程的实际需求情况的特点，确保实用性。 2.2先进性 在满足用户现有需求的前提下，充分考虑信息社会迅猛发展的趋势，在技术上适度超前，使在未来一段时间内不被淘汰。 2.3集成性
具有可扩展性和兼容性，可使用不同生产厂家不同类型的先进产品，使个统可以随着技术的发展和进步，不断得到充实和提高。 2.4兼容性 整个系统应一个相对开放的系统，不同产品之间应具有相对标准接口，以满足各系统之间的联动需要，它以国际标准为原则。 2.5模块化 系统之间应严格履行模块化结构方式，以满足系统在扩充及更换部分设备的通用性及可替换性，且应便于的日常维护。 2.6可靠性 为了保证整个系统的可靠性，本设计方案的前端设备均选用先进产品。 2.7经济性 在保证先进性、可靠性的前提下，使整个系统的投资合理，因此在选择产品时，选用性价比高的产品。 第三章视频监控系统 １、概述 视频监控系统主要对阳逻白鹿奥体重点区域进行监控。系统具有图形自动切换功能、定点显示功能和多画面显示功能。保安人员可通过监控系统监视区内场景及人员活动情况，并对重点区域的画面进行实时录像。 传统的模拟式NVR系统，已经逐渐转换为采用NVR作为录像设备的数字化系统，系统具有多画面处理、控制、录像、显示、回放、远程传输等多功能于一体，该系统可与周界防范报警联动进行图像跟踪及记录。
非接触式测温仪设计与制作
非接触式测温仪的设计与制作 田云，黑龙江农业经济职业学院 本文介绍一种采用凌阳公司生产的TN9红外测温传感器来实现红外测温，控制器采用大家熟悉的51单片机。所有物体都会发出红外线能量。物体越热，其分子就愈加活跃，它所发出的红外线能量也就越多。红外线温度仪包括有光学装置，可以收集来自物体的辐射红外线能量，并把该能量聚焦在探测器上。能量经探测器转化为电信号，并被放大、显示出来。红外测温打破了传统的接触式测温模式，它根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度，不与被测物体接触，具有不扰动被测物体温度分布场，温度分辨率高、响应速度快、测温范围广，稳定性好、可同时测量环境温度和目标温度的特点。近年来在汽车电子、航空和军事上得到越来越广泛的应用。 一、红外测温传感器TN9 红外测温传感器选用凌阳科技公司生产的TN9红外测温传感器，可测量目标温度和环境温度。它采用非接触测温手段，解决了传统测温中需要接触的问题，具有回应速度快、测量精度高、测量范围广以及可同时测量目标温度和环境温度的特点。红外测温模块根据大气状况最远测温距离约 30m，测量回应时间大约为 0.5s，而且，它具备 SPI接口，可以很方便地与单片机传输数据。外型如图1所示，它的基本特性如表1所示。 量程-33-220℃/-27-428℉ 工作温度-10-50℃/14-122℉ 精度±0.6℃ 反应时间1sec 重量8g 电压范围3V- 5V 图1 TN9红外测量传感器外型
1、红外测温传感器引脚 红外测温模块的引脚如图2所示。其中V为电源电压引脚VCC，VCC一般为 3V到 5V之间的电压；D为数据接收引脚，没有数据接收时D为高电平；C为 2KHz Clock输出引脚（这里需要注意，只有为TN9供上电源，C脚就有2KHz的方波信号输出）；G为接地引脚；A为测温启动信号引脚，低电平有效。 图2 TN9红外测温传感器引脚 2、红外测温模块的工作时序 TN9红外模块的工作SPI时序如图3所示。 从时序图可以看出： TN9红外传感器向单片机发送一帧数据共有5个BYTE组成，每个BYTE位的含义如下： Item ：如果为4CH代表此帧测量为目标温度，为66H代表此帧测量为环境温度。 MSB ：数据高八位 LSB ：数据低八位 SUM ：校验位 SUM=Item+MSB+LSB CR ：0DH为结束码 单片机在CLOCK的下降沿接收数据，一次温度测量需接收 5 个字节的数据，这五个字节中：Item为 0x4c表示测量目标温度，为 0x66 表示测量环境温度；MSB为接收温度的高八位数据；LSB为接收温度的低八位数据；Sum为验证码，接收正确时Sum=Item+MSB+LSB；CR 为结束标志，当CR为 0x0dH时表示完成一次温度数据接收。
非接触式红外测温仪
毕业设计（论文） 题目非接触式红外测温仪 学生姓名：李林 指导教师：李宏升 理学院应用物理学专业061 班
非接触式红外测温仪 学生姓名：李林 所在专业：应用物理学班级：061 指导教师：李宏升 申请学位：学士 论文提交日期：20xx -xx-xx 论文答辩日期：20xx -xx-xx 学位授予单位：青岛理工大学
摘要：本文结合国内外红外技术的发展和应用，简绍了红外技术的基础理论，阐述了红外热像仪的工作原理、发展和分类。以及红外测温仪的原理和实现。 关键词：黑体辐射、红外测温仪、普朗克定律、热像仪。 目录 内容摘要 第一章概述 第二章红外基础理论 2.1 扫像仪原理 2.2热像仪的发展 2.3 热像仪分类 第三章红外测温仪的原理及实现 3.1红外测温仪的种类 3.2红外测温仪的工作原理 3.3红外测温仪的性能 第四章红外测温仪的选择 4.1确定测温范围 4.2确定目标尺寸 4.3确定距离系数（光学分辨率） 4.4确定波长范围 4.5确定响应时间 4.6 信号处理功能
4.7环境每件考虑 4.8 红外测温仪的优点 4.9 红外测温仪的缺点 4.10 使用注意事项 第五章结束语 参考文献 第一章概述 红外测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。近20年来，非接触红外测温仪在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，品种不断增多，适用范围也不断扩大，市场占有率逐年增长。比起接触式测温方法，红外测温有着响应时间快、非接触、使用安全及使用寿命长等优点。非接触红外测温仪包括便携式、在线式和扫描式三大系列，并备有各种选件和计算机软件，每一系列中又有各种型号及规格。在不同规格的各种型号测温仪中，正确选择红外测温仪型号对用户来说是十分重要的。 红外检测技术是“九五”国家科技成果重点推广项目，红外检测是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术，它集光电成像技术、计算机技术、图像处理技术于一身，通过接收物体发出的红外线(红外辐射)，将其热像显示在荧光屏上，从而准确判断物体表面的温度分
红外测温仪设计方案
红外测温仪设计方案 红外测温仪已被证实是检测和诊断电子设备故障的工具。可节省大量开支，用红外测温仪，你可连续诊断电子连接问题和通过查找在DC电池上的输出滤波器连接处的热点，以检测不间断电源（UPS）的功能状态，你可检验电池组件和功率配电盘接线端子，开关齿轮或保险丝连接，防止能源消耗；由于松的连接器和组合会产生热，红外测温仪有助于识别回路中断器的绝缘故障。或监视电子压缩机；日常扫描变压器的热点可探测开裂的绕组和接线端子。 目录 1.红外测温仪的原理构造 2.红外测温仪的分类 3.红外测温仪的技术参数 1.红外测温仪的原理构造 红外测温仪是把从被测物接收的红外线，由透镜经过滤波器聚焦
在检波器上，检波器通过被测物辐射密度的积分，产生一个与温度成比例的电流或电压信号，在此后相连接的电器部件中，把此温度信号线性化，发射率区域的修正，及转换成一个标准的输出信号。原理上有便携式测温仪和固定式测温仪两种，因此，在选择合适的红外测温仪用于不同的测量点时，以下的特征将是主要的：1、瞄准器瞄准器有此作用，测温仪所指的测量块或测量点可以看见，大面积的被测物可以经常不要瞄准器。在小的被测物和较远的测量距离时，瞄准器以透光镜形式带有仪表板刻度或激光指向点是值得推荐的。2、透镜透镜确定测温仪的被测点，对大面积的物体来说，一般带有固定焦距的测温仪足够可以。但在测量距离远离聚焦点时，测量点边缘的图像将不清楚。为此，采用变焦镜更好，在所给予的变焦范围内，测温仪可调整测量距离，新的测温仪带有变焦的可替换镜头，近透镜和远透镜可不需校准复检进行更换。
2.红外测温仪的分类 红外线测温仪三大分类：（1）人用红外线测温仪：额温型红外线体温计（以下简称额温计）是一种利用红外接收原理测量人体的测温计。使用时，只须方便的将探测窗口对准额头位置，就能快速、准确的测得人体温度。（2）工业红外测温仪：工业红外测温仪测量物体的表面温度，其光传感器辐射、反射并传输能量，然后能量由探头进行收集、聚焦，再由其它的电路将信息转化为读书显示在机上，本机配备的激光灯更能对准被测物及提高测量精度。（3）畜牧业动物红外测温仪测温仪：兽用红外线非接触体温计根据普朗克原理，通过准确测定动物体表特定部位的体表温度，修正体表温度与实际温度的温差，便能准确显示出动物的个体体温。
红外测温方法的工作原理及测温(自己总结的)
红外测温方法的工作原理及测温仪 (北京化工大学信息科学与技术学院) 摘要：本文从黑体辐射原理出发分析了红外测温的工作原理，从发射率、距离系数、环境等几个方面，探讨和分析了测温误差的原因，以及基于红外测温技术的测温仪的简单的概述,并对红外测温仪的分类、性能、选择及应用简要的说明。 关键词：黑体辐射、红外测温仪、温度测量 Infrared Thermometer and the working principle of Infrared Temperature measurement (College of Science and Technology， Beijing University of Chemical Technology) Abstract: In this paper, the theory of infra-red temperature measurement was analyzed according to the principle of blackbody radiation. We discussed the main factors for measurement accuracy, such as reflectance, distance coefficient and environment.Based on infrared temperature measurement technology, we make a simple overview of infrared thermometer, and a brief description of its classification, performance, selection and application. Key words: Blackbody radiation; infrared thermometer; temperature measurement 0引言 在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0. 75～100μm的红外线.红外测温仪就是利用这一原理制作而成的,温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，因要与被测物质进行充分的热交换，需经过一定的时间后才能达到热平衡，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。目前，红外温度仪因具有使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量等众多优点，正在逐步地得以推广应用。表1列出了常用的测温方法和特点，其中红外测温作为一种常用的测温技术显示出较明显的优势。 表1常用测温方法对比 测温方法温度传感器测温范围（°C）精度（%） 接触式热电偶-200～1800 0.2～1.0 热电阻-50～3000.1～0.5非接触式红外测温-50～33001其它示温材料-35～2000<1
xx数字监控系统设计方案
XX数字监控系统设计方案XX有限公司科技技术部 xx 数字监控系统设计方案 林芝创新科技 2011年6月 地址：xx大街xx号邮编：860000 电话：（0894）xxxxxxx 传真：（0894）xxxxxxx ~ 1 ~
XX数字监控系统设计方案XX有限公司科技技术部 第一章系统概述 (3) 1.1 概述 (3) 1.2 建设宗旨 (3) 1.2 基本思路 (3) 第二章系统说明 (4) 2.1 设计依据 (4) 2.2 设计原则 (4) 第三章系统设计 (5) 3.1 点位分布 (6) 3.2 连接说明 (7) 3.3 前端监控点配置 (7) 3.4 监控中心配置 (7) 第四章产品选型 (8) 4.1 产品选型标准 (8) 4.2 前端设备特点介绍 (8) 4.3 控制设备特点介绍 (9) 4.4 前端设备规格型号 (10) SN-DW83Y6高清晰半球摄像机 (10) SN-W83Y6高清晰半球摄像机 (11) SN-Q8001-480 系列球 (12) 4.5 控制记录设备规格型号 (13) 硬盘录像机 (13) 第五章系统安装要求 (16) 地址：xx大街xx号邮编：860000 电话：（0894）xxxxxxx 传真：（0894）xxxxxxx ~ 2 ~
XX数字监控系统设计方案XX有限公司科技技术部 第一章系统概述 1.1 概述 近年来，随着电子技术的不断发展，信息技术的浪潮正在冲击和改变着人们传统的思维方式、工作方式及当今社会的各个领域。 为大力推进本项工程的现代化、智能化、科学化，用高科技手段进一步加强和保证本项工程的各项工作，我们根据招标文件的要求，本着高水准、高质量，提高产品的性能价格比；在设计上充分体现建设者的意图，并考虑到今后使用者的维护、使用、保养的方便性，结合xx整体建筑布局，以创新科技多年来系统工程经验，设计了安全防范系统的总体方案。 1.2 建设宗旨 xx安防视频监控工程包括在围墙、楼道、大门、法庭，停车场等处安装监控摄像机，组成数字化网络监控系统，把不同来源、不同格式、不同控制方式的模拟视频或数字视频集成在一个统一的平台上，采用分布式集中管理的控制模式进行管理和控制，实现全部视频监控系统的网络化、数字化、并逐步发展智能化，形成统一协调的动态视频指挥系统。 1.2 基本思路 采用计算机多媒体技术、音视频技术、现代通信技术、自动控制技术等，形成多功能、综合性的智能化监控系统。 在设计上要首先保证xx监控安全防范系统的先进性，在具体实施时又要本着 地址：xx大街xx号邮编：860000 电话：（0894）xxxxxxx 传真：（0894）xxxxxxx ~ 3 ~
红外测温仪技术方案设计
红外测温仪 技 术 案
北京市科海工业自动化仪器有限公司 2018年01月19日 一．概述 1、设备名称和型号： 1）设备名称：红外测温仪 2）设备型号：WFD-600-GZ 2、测温仪表简介： WFD-600-GZ系列红外测温仪是一种智能化、高精度、非接触式数字显示测温仪表，具有测温速度快、使用寿命长等优点。它利用被测物体的红外辐射能量精确测量物体的温度，测量距离与被测目标的大小成正比。仪表显示读数直观，可配置各种接口、性能稳定、操作简单，安装与调整便。 WFD-600-GZ型红外测温仪,是可根据用户需要定做不同温度段的测温仪，测温仪具有较高的灵敏度，测斑适中。同时根据现场需求，设备配有冷却装置，能够快捷、安全、稳定的测量被测物温度。 二．技术指标 1、供电电压：交流220V供电，50Hz，20W或24V/DC 2、测温围：900～2000℃ 3、输出信号：4-20mA和RS485标准信号 4、测量精度：±1％满量程 5、重复精度：±0.2％满量程 6、响应时间：＜1秒（根据现场条件可调整） 7、距离系数：L/D=100 8、显示式：4位LED发光数码管显示平均值、峰值、实时值（选其中一种） 9、温度分辨率：1℃
10、工作波长：0.7～1.1μm或1.1～1.7μm 11、辐射系数：0.1～1.0连续可调 12、气源压力：0.2～0.6MPa 13、气源流量：4～6m3/h 14、使用环境：见表一 15、重 三．技术特点 1、具有光学瞄准系统，采用固定焦距加分划板瞄准，可以便找到被测目标 确保测量位置准确。 2、红外测温仪探头自身耐环境温度达90℃，这就大大延长了使用寿命。 3、显示式具有实时值、平均值、峰值和自动环境温度补偿。 4、电路采用8位单片机作中央处理器并采用CMOS电路，使整机工作电流 小，工作稳定可靠。 5、输出接口：4-20mA(对应围可设定)连接到PLC或RS485信号连接大屏 幕显示器。 6、红外测温系统结构简单，由红外探头、信号处理器、信号电缆组成。 7、设计成分体结构，避开高温区，维修调试便。 8、测温探头带有气源冷却装置，减少物镜灰尘，保证测量精度。 9、红外测温探头工作在短波段，对窗口污染有较好的适应性，窗口透过率 降低36%，测温示值仅降低4%。
红外线测温仪器的种类和工作原理
1、红外测温仪器的种类 红外测温仪器主要有3种类型：红外热像仪、红外热电视、红外测温仪（点温仪）。60年代我国研制成功第一台红外测温仪，八十年代初期以后又陆续生产小目标、远距离、适合电业生产特点的测温仪器，如西光IRT－1200D型、HCW －Ⅲ型、HCW－Ⅴ型；YHCW－9400型；WHD4015型（双瞄准，目标D 40mm，可达15 m）、WFHX330型（光学瞄准，目标D 50 mm，可达30 m）。美国生产的PM－20、30、40、50、HAS－201测温仪；瑞典AGA公司TPT20、30、40、50等也有较广泛的应用。DL－500 E可以应用于110～500 kV变电设备上，图像清晰，温度准确。红外热像仪，主要有日本TVS－2000、TVS－100，美国PM－250，瑞典AGA－THV510、550、570。国产红外热像仪在昆明研制成功，实现了国产化。 2、红外测温仪工作原理 了解红外测温仪的工作原理、技术指标、环境工作条件及操作和维修等是用户正确地选择和使用红外测温仪的基础。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。红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号。该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。除此之外，还应考虑目标和测温仪所在的环境条件，如温度、气氛、污染和干扰等因素对性能指标的影响及修正方法。 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。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。 黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1。应该指出，自然界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。 物体发射率对辐射测温的影响：自然界中存在的实际物体，几乎都不是黑体。所有实际物体的辐射量除依赖于辐射波长及物体的温度之外，还与构成物体的材料种类、制备方法、热过程以及表面状态和环境条件等因素有关。因此，为使黑体辐射定律适用于所有实际物体，必须引入一个与材料性质及表面状态有关的比例系数，即发射率。该系数表示实际物体的热辐射与黑体辐射的接近程度，其值在零和小于1的数值之间。根据辐射定律，只要知道了材料的发射率，就知道了任何物体的红外辐射特性。 影响发射率的主要因纱在：材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度等。
数字监控系统设计
数字监控系统设计方案 摘要：计算机数字监控系统是监控报警业界的新型产品，它将数字化视频图像记录与多画面图像显示功能和监视报警功能结合在一起，将逐步取代传统模拟式多画面分割器和长时刻录像机，具有灵活方便等特点…… 关键词：数字监控系统设计方案特点 一、讲明部分 本篇文字目的是为初涉数字安防领域的公司提供一些参考以及可能的初步的指导。声称因本篇文字而造成的一切可能的损失，本司及作者不承担任何责任。 二、设计方案正文部分 xxx数字监控系统方案设计书 1、数字监控系统简介 2、用户功能要求项目摘要或招标书项目摘要 3、工程现场情况勘察及分析报告 4、方案拟定（以单一项目为例）
4.1、工程总述、设计思想和依据 4.2、工程要紧设备或者核心设备选型报表 4.3、设备选型及功能讲明 4.4、系统构成及功能讲明（含使用方法简介） 5、关于售后服务 6、设备清单及报价（略） 数字监控系统简介： 计算机数字监控系统是监控报警业界的新型产品，它将数字化视频图像记录与多画面图像显示功能和监视报警功能结合在一起，将逐步取代传统模拟式多画面分割器和长时刻录像机，具有灵活方便等特点。其处理流程图示如图1： 在此基础上，采纳高档的工业操纵微机、PC工作站机或者PC服务器，增加摄像机图像输入路数，提高多画面图像的显示速率、增加对云台和镜头的操纵功能，配之以良好的人机交互界面，便构成了以计算机为核心的数字式监控报警系统。 系统结构如图所示：
1、计算机数字监控报警系统的要紧功能： 1、选择输入摄像机的图像 2、可从多路摄像机的输入图像中任选一路或多路在屏幕上 3、用硬盘对图像作数字化记录 4、数字化硬盘存储及视频解压缩功能，能够完整的记录下摄像机的高清晰度画面，使画面回放时也能达到极高的清晰度 5、评价多画面分割显示性能优劣的关键是影像处理与显示更新速度和画面的清晰程度操纵云台和镜头的运动 6、响应报警及连动输出功能，图像经硬件压缩后通过公共电话线或者局域网、广域网远程传输，再以软件解压重现压缩后的视频图像，通过一对调制解调器在公共电话线或者局域网、广域网上发送与接收，在接收端通过软件解压重现画面。
红外线测温仪的相关知识和工作原理
红外线测温仪的相关知识和工作原理 红外测温仪器主要有3种类型：红外热像仪、红外热电视、红外测温仪 （点温仪、红外线测温仪）。一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向 周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射特性一辐射能量的大小及其按波 长的分布一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。 为什么要采用非接触红外测温仪/红外线测温仪？非接触红外线测温仪采用红外技术可快速方便地测量物体的表面温度。不需要机械的接触被测物体而快速 测得温度读数。只需瞄准，按动触发器，在LCD显示屏上读出温度数据。红 外测温仪重量轻、体积小、使用方便，并能可靠地测量热的、危险的或难以接 触的物体，而不会污染或损坏被测物体。红外测温仪/红外线测温仪每秒可测若干个读数,而接触测温仪每秒测量就需要若干分钟的时间。 红外线测温仪如何工作？红外测温仪/红外线测温仪接收多种物体自身发射出的不可见红外能量，红外辐射是电磁频谱的一部分，它包括无线电波、微波、 可见光、紫外、Ｒ射线和Ｘ射线。红外位于可见光和无线电波之间，红外波长 常用微米表示，波长范围为0.7微米－1000微米，实际上，0.7微米－14微米波带用于红外测温。 红外线测温仪怎样进行测温？为了测温，将仪器对准要测的物体，按触发器 在仪器的ＬＣＤ上读出温度数据，保证安排好距离和光斑尺寸之比，和视场。 用红外测温仪/红外线测温仪时有几件重要的事要记住：１、只测量表面温度，红外测温仪/红外线测温仪不能测量内部温度。２、不能透过玻璃进行测温，玻璃有很特殊的反射和透过特性，不允许精确红外温度读数。但可通过红外窗
非接触式红外测温仪设计
非接触式红外测温仪设计 摘要 温度测量技术应用十分广泛，而且在现代设备故障检测领域中也是一项非常重要的技术。但在某些应用领域中，要求测量温度用的传感器不能与被测物体相接触，这就需要一种非接触的测温方式来满足上述测温需求。本论文正是应上述实际需求而设计的红外测温仪。 红外测温仪是以黑体辐射定律作为理论基础，是光学理论和微电子学综合发展的产物。与传统的测温方式相比，具有响应时间短、非接触、不干扰被测温场、使用寿命长、操作方便等一系列优点。 本文介绍了红外测温仪测温的基本原理和实现方法，提出了以STC89C51单片机为其核心控制部件的红外测温系统。详细介绍了该系统的构成和实现方式，给出了硬件原理图和软件的设计流程图。该系统主要由光学系统、光电探测器、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内目标的红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测仪上并转变为相应的电信号。STC89C51单片机负责控制启动温度测量、接收测量数据、并按照单片机中的温度值计算算法计算出目标的温度值再通过LED把结果显示出来。 关键词: STC89C51单片机，红外测温，LED显示
THE DESIGN OF NON－CONTECT INFRARED THERMOMETER ABSTRACT The technology of temperature measurement is used widespread, and it also important in the modern equipment failure examination field. But in some application domains, we needn’t the sensor contact with the measured object which used in temperature measurement, this needs a kind of non-contact temperature measurement to satisfies the demand and the design of this infrared thermometer is also based on the demand. Infrared thermomter, it uses the blackbody radiation laws as the theories foundation, it is the outcome that the optical theories and micro-electronics learn a comprehensive development. Compared to the way of traditional temperature measurement, it has a series of merits, such as short in response time, non-contact, noninterference to temperature field, long useful time and convenient operation, etc. The paper introduces the basic principle of infrared thermometer and the method of realization, puts forward infrared trermometer system with the STC89C51 MCU as the CPU. The paper introduces the composing and the method of that system in detail, and gives the hardware principle diagram and the design flow chart of the software. The system formed by the optical system, photoelectron detector,display and output partially. The optical system collects the infrared radiation energy of the object in its field of view, the infrared energy focusing on the instrument and transforms to the corresponding electrical signal. The STC89C51 MCU is used to start the temperature survey, data receive, count the value of the object temperature based on the arithmetic with in MCU and the result is displayed on LED.
红外线测温仪的使用方法
引用红外线测温仪的使用方法 lao wu tong 的红外线测温仪的使用方法 红外线测温仪的理论原理和应用 摘要：测量温度的方法有很多种，温度计大致可以分为接触式测温仪表和非接触式测温仪表两类。其中接触式的有我们熟悉的液体式温度计，热电偶式温度计和热电阻式温度计等等。 关键词：红外线测温辐射光纤 众所周知，温度是供热，供燃气，通风及空调系统中最重要的参数之一。尤其在热工测量过程中，温度的精准程度往往是决定实验成败的关键。因此，一个精确度高的测温仪器在工程中是必不可少的。因此本文就温度测量工具中的红外线测温仪的原理及应用进行一些 介绍。 一，红外测温的理论原理 在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断的向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于 0.75μm~100μm的红外线。他最大的特点是在给定的温度和波长下，物体发射的辐射能有一个最大值，这种物质称为黑体，并设定他的反射系数为1，其他的物质反射系数小于1，称为灰体，由于黑体的光
谱辐射功率P(λＴ)与绝对温度T之间满足普朗克定。说明在绝对温 度T下，波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为P(λＴ)。根据这个 关系可以得到图1的关系曲线，从图中可以看出： （1)随着温度的升高，物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外测温仪的设计依据。 （2)随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动（向左)，并且满足维恩位移定理，峰值处的波长与绝对温度T成反比，虚线为处峰值连线。这个公式告诉我们为什么高温测温仪多工作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。 （3)辐射能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高（灵敏度高），抗干扰性强，测温仪应尽量选择工作在峰值波长处，特别是低温小目标的情况下，这一点显得尤为重要。 二，红外线测温仪的原理 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。被测物体和反馈源的辐射线经调制器调制后输入到红外检测器。两信号的差值经反放大器放大并控制反馈源的温度，使反馈源的光谱辐射亮度和物体的光谱辐射亮度一样。显示器指出被测物体的亮度温度 三，红外线测温仪的性能指标及作用
xx数字监控系统设计方案
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数字监控系统设计方案 林芝创新科技 2011年6月 第一章系统概述 (3) 1.1概述 (3) 1.2建设宗旨 (3) 1.2基本思路 (3) 第二章系统说明 (4) 2.1设计依据 (4) 2.2设计原则 (4) 第三章系统设计 (5) 3.1点位分布 (6)
3.2连接说明 (7) 3.3前端监控点配置 (7) 3.4监控中心配置 (7) 第四章产品选型 (8) 4.1产品选型标准 (8) 4.2前端设备特点介绍 (8) 4.3控制设备特点介绍 (9) 4.4 前端设备规格型号 (10) SN-DW83Y6高清晰半球摄像机 (10) SN-W83Y6高清晰半球摄像机 (11) SN-Q8001-480 系列球 (12) 4.5控制记录设备规格型号 (13) 硬盘录像机 (13) 第五章系统安装要求 (16) 第一章系统概述 1.1概述 近年来，随着电子技术的不断发展，信息技术的浪潮正在冲击和改变着人们 传统的思维方式、工作方式及当今社会的各个领域。 为大力推进本项工程的现代化、智能化、科学化，用高科技手段进一步加强 和保证本项工程的各项工作，我们根据招标文件的要求，本着高水准、高质量， 提高产品的性能价格比；在设计上充分体现建设者的意图，并考虑到今后使用者的维护、使用、保养的方便性，结合XX整体建筑布局，以创新科技多年来系统工 程经验，设计了安全防范系统的总体方案。 1.2建设宗旨 xx安防视频监控工程包括在围墙、楼道、大门、法庭，停车场等处安装监控
摄像机，组成数字化网络监控系统，把不同来源、不同格式、不同控制方式的模拟视频或数字视频集成在一个统一的平台上，采用分布式集中管理的控制模式进行管理和控制，实现全部视频监控系统的网络化、数字化、并逐步发展智能化，形成统一协调的动态视频指挥系统。1.2基本思路 采用计算机多媒体技术、音视频技术、现代通信技术、自动控制技术等，形 成多功能、综合性的智能化监控系统。 在设计上要首先保证xx监控安全防范系统的先进性，在具体实施时又要本着 地址：xx大街xx号邮编：860000 经济、实用、合理、可靠的原则来配置系统的硬件和软件，同时系统所配置的硬件 和软件必须是模块化的、开放式的结构，以便今后扩展。 第二章系统说明 2.1设计依据 GA/T75-94《安全防范工程程序与要求》 GA/T74-94《安全防范系统通用图形符号》 GB50198-94《民用闭路监控电视系统工程技术规范》 JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》 《建筑弱电工程设计手册》 2.2设计原则 在设计整个系统时，我们本着技术先进、系统实用、结构合理、产品主流、低
(完整版)红外测温实验报告
红外测温方法 1.温度测量的基本概念 温度是度量物体冷热程度的物理量。在生产生活和科学实验中占有重要的地位。是国际单位之中的基本物理量之一。从能量角度来看，温度是描述系统不同自由度的能量发布状况的物理量。从热平衡角度来看，温度是描述热平衡系统冷热程度的物理量。从微观上看，温度温度标志着系统内部分子无规则运动的剧烈程度。温度高的物体分子平均动能大，温度低的无题分子平均动能小。早期人们凭感觉出发，凭感觉到的冷热程度来区别温度的高低，这样的出来的结果不准确。研究表明，几乎所有的物质性质都与温度有关。例如尺寸，体积，密度，硬度，弹性模量，破坏强度，电导率，导磁率，光辐射强度等。利用这些性质及其随温度变化规律可进行温度测量。也就是说，温度只能通过物体随温度变化的某些特征来间接测量。而用来测量温度的尺标称为温标。它规定了温度的读数起点（零点）和基本单位。目前国际上用的较多的是华氏温标，摄氏温标，热力学温标和国际实用温标。 2. 红外测温原理，方法和适用范围 2.1红外测温原理 物体处于绝对温度零度以上时，因为其内部带电粒子的运动，以不同波长的电磁波的形式向外辐射能量。波长涉及紫外，可见，红外光区。物体的红外辐射量的大小几千波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过物体自身红外辐射能量便能准确的确定其表面温度。这就是红外辐射测温所应用的原理。 2.2红外测温仪结构 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。光学系统汇聚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及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照仪器内置的算法和目标发射率校正、环境温度补偿后转变为被测目标的温度值。除此之外还应考虑目标和测温仪的环境条件，如温度，气压，污染和干扰等因素对其性能的影响和修正方法。 2.3红外测温仪器的种类 红外测温仪对于原理可分为单色测温仪和双色测温仪。对于单色测温仪，在例行测温时，检测目标面积应充满测温仪视场。建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。如果目标尺寸小于视场，背景辐射能量就会进入测温仪的视场干扰测温读数，造成误差。相反，如果目
安防监控系统设计方案
庄浪县XXX安防监控系统 方案设计 甘肃XXX科技有限责任公司 2018年7月25日
目录 1 总论 (1) 1.1编制依据 (1) 1.2项目建设的意义 (1) 1.3编制原则 (1) 1.4遵循的标准和规范 (1) 1.5自然条件 (2) 2 工程现状 (3) 3 方案设计 (4) 3.1安防系统的构成介绍 (4) 3.2设计方案 (4) 3.3安防设备的选用 (5) 4 主要材料清单 (6) 5 工程投资 (7) 6 施工简图 (8) 附表1：投资预算表
1 总论 1.1编制依据 1、现场实地勘查。 2、庄浪县XXX （以下简称甲方）要求。 1.2 项目建设的意义 本工程针对甲方目前建筑格局，安装安防监控系统，保护甲方财产安全，最大限度的减少盗窃事件的发生及在事件发生后通过监控录象为甲方追回经济损失提供依据。 1.3 编制原则 严格遵循国家和行业现行的有关标准规范； 安全施工、保护环境、节约成本； 采用成熟的安防监控技术，结合现场情况布局。 1.4 遵循的标准和规范 1、公共安全行业标准GA/T75-94《中华人民共和国公安部安全防范工程程序与要求》。 2、公共安全行业标准GA/T7O-94《中华人民共和国公安部安全防范工程费用概预算编制办法》。 3、国家标准GB 50198-94《民用闭路电视监控系统工程技术规范》。 4、建筑行业标准JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》。 5、公共安全行业标准GA/T367-2001《视频安防监控系统技术要求》。
6、公共安全行业标准GA/T308-2001《安全防范系统验收规则》。 7、国家标准GB 50348-2004《安全防范工程技术规范》。》 1.5 自然条件 甲方位于庄浪县，位于甘肃省中部，六盘山西麓，东邻华亭县，西依静宁县，北与宁夏隆德县、泾源县毗邻，南和张家川县、秦安县接壤。 累年1月平均最低最低气温-5.5℃ 累年7月平均最高气温31.9℃ 累年极端最低气温-13.1℃ 累年极端最高气温38.2℃ 累年平均相对湿度63% 累年最小相对湿度2% 累年平均降水量612.8mm 累年最大降水量726.8mm 累年最大风速21.1m/s 累年最多风向东南风 累年最大积雪深度40mm 累年最大冻土深度360mm
浅谈红外测温仪的设计文献综述课件资料
单位代码01 学号090102128 分类号 密级 文献综述 浅谈红外测温仪的设计 院（系）名称信息工程学院 专业名称电子信息工程 学生姓名 指导教师 2013年 2 月28 日
浅谈红外测温仪的设计 摘要 09年大规模爆发甲型H1N1流感,它的前期症状是高烧38℃以上（少数长期病患者除外）,大部分人口集中地区均对进出人员进行测体温来排查感染者。传统的温度计面对突如其来的流感对于测温技术的快速准确等要求明显比较乏力。红外测温仪可为防止甲型H1N1流感的扩散和传播提供了快速、非接触测量手段,可广泛、有效地用于人群的体温排查，通过非接触红外测温仪就可以很快得到体温。红外测温打破了传统的接触式测温模式,它根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度,不与被测物体接触,具有不扰动被测物体温度分布场,温度分辨率高、响应速度快、测温范围广,稳定性好、可同时测量环境温度和目标温度的特点[1]。近年来在汽车电子、航空和军事上得到越来越广泛的应用。这里列举几种实现红外测温的方案并比较其优缺点。 关键词:51单片机、红外测温、非接触
1 红外测温系统 1.1 红外测温系统概述 一般来说，测温方式可分为接触式和非接触式，接触式测温只能测量被测物体与测温传感器达到热平衡后的温度，所以响应时间长，且极易受环境温度的影响；非接触红外测温仪采用红外技术可快速测得温度读数。只需瞄准、按动触发器，在显示屏上读出温度数据。红外测温仪重量轻、体积小、使用方便，并能可靠地测量热的，危险的或难以接触的物体，而不会污染或损坏被测物体。红外测温仪每秒可测若干个读数，而接触测温仪每秒测量就需要若干分钟的时间。 红外测温作为一门新技术和新方法，它的出现是红外技术的发展结果。红外技术是研究红外辐射的产生、传输、转换、探测并付诸应用的一门科学技术。近20年来，红外测温技术在产品质量控制和监测！设备在线故障诊断安全保护以及节约能源等方面发挥了或正在发挥着重要作用，逐渐被广泛应用于电力，食品加工。冶金、石化、医疗、科研等多种行业中[2]。 由于红外热像仪价格昂贵，这大大限制了它的推广应用，而点式红外测温仪价格相比较来说还是较低的，就测温精度来说，点式红外测温仪和红外热像仪相比精度相当，并且很多应用场合精度要求不是很高，可以采取一定措施弥补其缺点，而又不太大的增加其成本。 1.2红外测温原理 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射特性：辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着密切的关系，因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，使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。发射率是表征物体辐射红外线的能力，它是相同温度和波长下的实际物体与黑体的单色辐射出度之比，所以亦称比辐射率，它是表征物体辐射本领的重要热物性参数，发射率越大，物体表面的辐射率越强。大部分有机物或金属氧化物表面的发射率都在0.85-0.98之间，光洁的金属表面或抛光的物体发射率很低，所以，材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度都是影响发射率的主要因素[3]。