專利名稱：非接觸式紅外溫度計(jì)及其定距控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測溫技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及紅外測溫裝置及其定距控制方法。
背景技術(shù)：
目前我國普遍采用玻璃水銀溫度計(jì)對人或動物進(jìn)行體溫的測量。玻璃水銀溫度計(jì)雖然價(jià)格便宜，但測溫時(shí)間較長、讀數(shù)不方便、使用不很安全，一旦破裂對人、動物和環(huán)境都有較大危害。現(xiàn)在也有采用電子溫度計(jì)的，它讀數(shù)雖然直觀，但主要是通過熱敏電阻等感溫元件測量溫度，由于熱敏電阻及其保護(hù)套達(dá)到熱平衡較慢，導(dǎo)致測量時(shí)間較長等缺點(diǎn)。
近年來，開始使用測溫方便、快捷、精確的紅外溫度計(jì)。紅外溫度計(jì)是用紅外輻射傳感器檢測人或動物身體的特定區(qū)域發(fā)出的紅外輻射強(qiáng)度，然后根據(jù)身體被測區(qū)域表面溫度與身體溫度的對應(yīng)關(guān)系，來測量身體的溫度。紅外溫度計(jì)測溫可靠性的關(guān)鍵之一是紅外輻射傳感器與被測區(qū)域之間的測量距離的準(zhǔn)確定位技術(shù)。如中國專利98813387的《紅外線溫度計(jì)》主要包括強(qiáng)度傳感器、處理單元及控制裝置，其控制裝置中的測量距離的定位技術(shù)主要是利用電磁波的反射技術(shù)及利用光波的反射或聚焦技術(shù)定位。在利用光波技術(shù)定位中，光源發(fā)射的光束或平行光路通過光學(xué)元件，而接受元件也均通過光學(xué)元件后接受，因而使該溫度計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，附加元件多、體積偏大、成本高，推廣應(yīng)用難度較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有紅外溫度計(jì)的不足之處，提供一種非接觸式紅外溫度計(jì)及其定距控制方法，它具有結(jié)構(gòu)簡單、小巧輕便、安全可靠、易于讀數(shù)、定距準(zhǔn)確方便、成本低廉等特點(diǎn)，是易于批量生產(chǎn)、便于推廣應(yīng)用的紅外溫度計(jì)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種非接觸式紅外溫度計(jì)及其定距控制方法，其溫度計(jì)主要包括紅外輻射傳感器、定距控制裝置、處理單元及顯示裝置等，其定距控制裝置主要包括發(fā)光機(jī)構(gòu)及觀測機(jī)構(gòu)等，顯示裝置主要包括顯示電路及顯示屏等。紅外輻射傳感器用來在預(yù)設(shè)距離的區(qū)域內(nèi)檢測人或動物或其他被測對象發(fā)出的紅外線輻射強(qiáng)度，并產(chǎn)生相應(yīng)的測量信號輸出；處理單元與傳感器通過電路或?qū)Ь€連接，用以接收傳感器輸出的測量信號，并對測量信號進(jìn)行放大、濾波、轉(zhuǎn)換等處理后，計(jì)算出被測區(qū)域內(nèi)被測對象的表面溫度或者與表面溫度對應(yīng)的體溫，傳輸給顯示裝置并在顯示屏上顯示出測量溫度數(shù)值；定距控制裝置用以控制本紅外溫度計(jì)在預(yù)先設(shè)定的檢測范圍內(nèi)進(jìn)行測量，以確保非接觸式紅外溫度計(jì)不接觸被測對象就能準(zhǔn)確定距并可靠而精確地測量出溫度。本發(fā)明的殼體可設(shè)計(jì)成頭部突出而下端細(xì)長的手持形或其他形狀，體積小巧、便于操作。頭部突出部分又稱探頭，可做成錐形或其他形狀，紅外輻射傳感器及定距控制裝置設(shè)置在探頭內(nèi)，處理單元及顯示電路設(shè)置在殼體中，顯示屏設(shè)置在殼體表面上，以便讀數(shù)。其間通過電路或?qū)Ь€連接。本發(fā)明通過探頭檢測被測對象的紅外輻射強(qiáng)度，經(jīng)過處理單元處理計(jì)算出溫度值并在顯示屏上予以顯示，其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。
本發(fā)明巧妙地利用光路原理設(shè)計(jì)的定距控制裝置，主要包括發(fā)光機(jī)構(gòu)、觀測機(jī)構(gòu)等。發(fā)光機(jī)構(gòu)很簡單，主要為能定向發(fā)射平直可見光光束的光源，光束的顏色主要為紅色或藍(lán)色等便于觀察的顏色，光源主要為LED源或激光源或其他可見光源，光源發(fā)射出的光束投射到被測對象上形成的光斑為圓形或橢圓形或其它圖形等，或者圖形符號；觀測機(jī)構(gòu)也很簡單，主要為直細(xì)管或彎折管或光纖或觀察孔或直細(xì)管、彎折管、光纖、觀察孔的組合等。其定距控制方法的主要特征是使發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)出的光束與觀測機(jī)構(gòu)的觀測光路相交于探頭前方的預(yù)設(shè)距離處，但由于發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)出的光束與觀測機(jī)構(gòu)的觀測光路都不可能無限細(xì)，因此，它們的相交不是絕對的一個(gè)點(diǎn)而是在預(yù)設(shè)距離附近形成一特定區(qū)域。當(dāng)發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)射出可見光束時(shí)，只有在被測對象位于該特定區(qū)域內(nèi)，測量者才能通過觀測機(jī)構(gòu)看清該光束投射在被測對象上形成的光斑或圖形符號。所以，只要測量者通過觀測機(jī)構(gòu)看到該光斑或圖形符號，即表明被測對象必處于探頭前的這一特定區(qū)域內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了定距控制。測溫時(shí)，測量者手持本溫度計(jì)，在開機(jī)狀態(tài)下用探頭對準(zhǔn)被測對象的被測區(qū)域(如額頭)，按下測量鍵不放，發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)出平直的光束投向被測區(qū)域，同時(shí)測量者用肉眼通過觀測機(jī)構(gòu)觀察并調(diào)整手中溫度計(jì)探頭的方向及探頭與被測對象的被測區(qū)(又稱被測目標(biāo))之間的距離，當(dāng)觀察到被測目標(biāo)上的可見光斑或圖形符號時(shí)，放開測量鍵，就立即進(jìn)行測量并在顯示屏上顯示出被測對象的溫度值。操作簡單、使用方便。
綜上所述，本非接觸式紅外溫度計(jì)的定距控制方法的主要特征是1.使發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)射的光束與觀測機(jī)構(gòu)的觀測光路相交于溫度計(jì)探頭前方的預(yù)設(shè)距離的特定區(qū)域內(nèi)；2.在發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)射出光束的條件下，只有當(dāng)被測目標(biāo)位于預(yù)設(shè)距離的特定區(qū)域內(nèi)，測量者才能通過觀測機(jī)構(gòu)清晰地看見發(fā)射光束投射到被測目標(biāo)上形成的光斑或圖形符號；3.測量者通過觀測機(jī)構(gòu)觀察并調(diào)整溫度計(jì)探頭的方向及探頭與被測目標(biāo)之間的距離，直到看清被測目標(biāo)上的光斑或圖形符號為止，此時(shí)被測目標(biāo)必定處在探頭前方的預(yù)設(shè)距離的特定區(qū)域內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了定距控制。
本定距控制裝置的結(jié)構(gòu)雖然簡單，但能方便準(zhǔn)確地對測溫距離定位，確保傳感器在預(yù)設(shè)距離的特定區(qū)域內(nèi)檢測被測目標(biāo)的紅外輻射強(qiáng)度，避免了溫度測量中因測量定位不準(zhǔn)確而導(dǎo)致的測量誤差，保證了測溫的可靠性及精確度。為了便于在各種不同情況下能方便地進(jìn)行定距控制，在發(fā)光機(jī)構(gòu)的光路中可以增設(shè)光學(xué)元件(如凸透鏡等)而在觀測機(jī)構(gòu)中可不增設(shè)光學(xué)元件；或者在發(fā)光機(jī)構(gòu)的光路中可不增設(shè)光學(xué)元件而在觀測機(jī)構(gòu)的光路中可增設(shè)光學(xué)元件(如凸透鏡、反射鏡等)；或者在發(fā)光機(jī)構(gòu)的光路和觀測機(jī)構(gòu)的光路中均可增設(shè)光學(xué)元件(如凸透鏡、反射鏡等)；或者在發(fā)光機(jī)構(gòu)的光路中和觀測機(jī)構(gòu)的光路中均不增設(shè)光學(xué)元件。這就使本發(fā)明能方便地適用于各種不同場所，便于測量、應(yīng)用范圍廣。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，其非接觸式紅外溫度計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧輕便、成本低、操作簡單、使用安全衛(wèi)生等特點(diǎn)。特別是本發(fā)明的定距控制方法，操作方便，而且能使傳感器測量定位準(zhǔn)確、快捷，可在幾秒鐘時(shí)間內(nèi)使紅外溫度計(jì)準(zhǔn)確定距測溫，測溫可靠而精確。本發(fā)明易于工業(yè)化批量生產(chǎn)，便于推廣應(yīng)用，適用于多種場所及不同高度的人或動物的體溫測量及其他測溫的需要，是一種先進(jìn)而精確、經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的紅外溫度計(jì)。


圖1為本發(fā)明的正面示意圖；圖2為本發(fā)明的側(cè)面示意圖；圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的定距控制裝置中采用直細(xì)管式觀測機(jī)構(gòu)的原理示意圖；圖5為本發(fā)明的定距控制裝置中采用彎折管式觀測機(jī)構(gòu)的原理示意圖；圖6為本發(fā)明的定距控制裝置中采用光纖式觀測機(jī)構(gòu)的原理示意圖；圖7為本發(fā)明的定距控制裝置中采用觀察孔式觀測機(jī)構(gòu)的原理示意圖。
圖中1探頭外殼，2發(fā)光機(jī)構(gòu)，3觀測機(jī)構(gòu)，4功能鍵，5導(dǎo)波管，6顯示屏，7開關(guān)/測量鍵，8電池蓋，9殼體，10傳感器，11探頭，L預(yù)設(shè)距離。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施方式1如圖1～4所示，一種非接觸式紅外溫度計(jì)及其定距控制方法，其溫度計(jì)主要包括紅外輻射傳感器10、定距控制裝置、處理單元及顯示裝置等。其定距控制裝置主要包括發(fā)光機(jī)構(gòu)2及觀測機(jī)構(gòu)3等，其顯示裝置主要包括顯示電路及液晶顯示屏6等。本實(shí)施方式的殼體9為頭部突出而下端細(xì)長的手持式，頭部突出的探頭11為錐形，紅外傳感器10及定距控制裝置裝設(shè)在探頭11內(nèi)，處理單元及顯示電路裝設(shè)在殼體9中，液晶顯示屏6裝設(shè)在殼體9表面上，在殼體9上，還設(shè)置有電源開關(guān)/測量鍵7及電池蓋8，電池裝設(shè)在電池蓋8內(nèi)的殼體9中，其間通過電路或?qū)Ь€連接。設(shè)置于探頭11內(nèi)的發(fā)光機(jī)構(gòu)主要為一個(gè)紅色發(fā)光二極管和使其發(fā)出的光線變?yōu)槠叫泄獾耐雇哥R，發(fā)射出紅色的平直光束，觀測機(jī)構(gòu)主要為一直細(xì)管。其定距控制方法的主要特征是使發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)出的平行光束與直細(xì)管式觀測機(jī)構(gòu)的觀測光路在探頭前方的預(yù)設(shè)距離L處的A點(diǎn)相交，由于發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)出的平行光束與直細(xì)管式觀測機(jī)構(gòu)的觀測光路都不可能無限細(xì)，故，它們兩者的相交并不是絕對的一個(gè)A點(diǎn)而是在A點(diǎn)附近的一個(gè)特定區(qū)域C、B之間。當(dāng)發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)射出紅色平直光束時(shí)，只有當(dāng)被測目標(biāo)位于C、B之間這一特定區(qū)域內(nèi)，測量者通過觀測機(jī)構(gòu)才能看到該紅色平直光束投射在被測目標(biāo)上形成的光斑。所以，只要測量者通過觀測機(jī)構(gòu)看到該光斑，即表明被測目標(biāo)處于探頭11前的預(yù)設(shè)距離L附近的C、B之間這一特定區(qū)域內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了定距控制。
實(shí)施方式2如圖5所示，本非接觸式紅外溫度計(jì)及其定距控制方法的主要特征是，定距控制裝置的觀測機(jī)構(gòu)采用彎折管式并在其中增設(shè)光學(xué)元件(如反射鏡)，以改變觀測機(jī)構(gòu)的觀測光路，使發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)射光束的光路與彎折管式觀測機(jī)構(gòu)的觀測光路相交于探頭11前方的預(yù)設(shè)距離L附近的C、B之間這一特定區(qū)域內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了定距控制。其余的部分與實(shí)施方式1相同。
實(shí)施方式3如圖6所示，本非接觸式紅外溫度計(jì)及其定距控制方法的主要特征是，定距控制裝置的觀測機(jī)構(gòu)采用光纖式，以改變觀測機(jī)構(gòu)觀測光路的角度和位置，使發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)射光束的光路與光纖式觀測機(jī)構(gòu)的觀測光路相交于探頭11前方的預(yù)設(shè)距離L附近的C、B之間這一特定區(qū)域內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了定距控制。其余的部分與實(shí)施方式1相同。
實(shí)施方式4如圖7所示，本非接觸式紅外溫度計(jì)及其定距控制方法的主要特征是，定距控制裝置的觀測機(jī)構(gòu)由位于前、后兩個(gè)位置并具有共同通光部分的觀察孔組成，使發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)射光束的光路與該觀察孔式觀測機(jī)構(gòu)的通光光路相交于探頭11前方的預(yù)設(shè)距離L附近的C、B之間這一特定區(qū)域內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了定距控制。其余的部分與實(shí)施方式1相同。
權(quán)利要求
1.一種非接觸式紅外溫度計(jì)，主要包括紅外輻射傳感器(10)、定距控制裝置、處理單元及顯示裝置，其特征在于定距控制裝置主要包括發(fā)光機(jī)構(gòu)(2)及觀測機(jī)構(gòu)(3)，顯示裝置主要包括顯示電路及顯示屏(6)，紅外輻射傳感器(10)和定距控制裝置裝設(shè)在探頭(11)內(nèi)，處理單元及顯示電路裝設(shè)在殼體(9)中，顯示屏(6)設(shè)置在殼體(9)表面上，其間通過電路或?qū)Ь€連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的非接觸式紅外溫度計(jì)，其特征在于所述定距裝置的發(fā)光機(jī)構(gòu)(2)主要為定向發(fā)射平直可見光束的光源。
3.按照權(quán)利要求1所述的非接觸式紅外溫度計(jì)，其特征在于所述的觀測機(jī)構(gòu)為直細(xì)管或彎折管或光纖或觀察孔或直細(xì)管、彎折管、光纖、觀察孔的組合。
4.按照權(quán)利要求2、3所述的非接觸式紅外溫度計(jì)，其特征在于在所述的發(fā)光機(jī)構(gòu)的光路中增設(shè)光學(xué)元件而在觀測機(jī)構(gòu)的光路中不增設(shè)光學(xué)元件，或者在發(fā)光機(jī)構(gòu)的光路中不增設(shè)光學(xué)元件而在觀測機(jī)構(gòu)的光路中增設(shè)光學(xué)元件，或者在發(fā)光機(jī)構(gòu)的光路中和觀測機(jī)構(gòu)的光路中均增設(shè)光學(xué)元件，或者在發(fā)光機(jī)構(gòu)的光路中和觀測機(jī)構(gòu)的光路中均不增設(shè)光學(xué)元件。
5.一種非接觸式紅外溫度計(jì)的定距控制方法，其特征在于(1)使發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)射的光束與觀測機(jī)構(gòu)的觀測光路相交于溫度計(jì)探頭(11)前方的預(yù)設(shè)距離(L)的(C)、(B)之間的特定區(qū)域內(nèi)；(2)在發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)射出光束的條件下，只有當(dāng)被測目標(biāo)位于預(yù)設(shè)距離(L)的(C)、(B)之間的特定區(qū)域內(nèi)，測量者才能通過觀測機(jī)構(gòu)清晰地看見發(fā)射光束投射到被測目標(biāo)上形成的光斑或圖形符號；(3)測量者通過觀測機(jī)構(gòu)觀察并調(diào)整溫度計(jì)探頭(11)的方向及探頭(11)與被測目標(biāo)之間的距離，直到看清被測目標(biāo)上的光斑或圖形符號為止。
全文摘要
一種非接觸式紅外溫度計(jì)及其定距控制方法屬于測溫技術(shù)領(lǐng)域。其溫度計(jì)主要包括紅外輻射傳感器、定距控制裝置、處理單元及顯示裝置等，其定距控制裝置主要包括發(fā)光機(jī)構(gòu)及觀測機(jī)構(gòu)等，其間通過電路或?qū)Ь€連接。其定距控制方法主要是使發(fā)光機(jī)構(gòu)發(fā)射的光束與觀測機(jī)構(gòu)的觀測光路相交于探頭前方的預(yù)設(shè)距離的特定區(qū)域內(nèi)，只有當(dāng)被測目標(biāo)位于該特定區(qū)域內(nèi)，才能通過觀測機(jī)構(gòu)看清該光束投射到被測目標(biāo)上的光斑或圖形符號。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、小巧輕便、定距準(zhǔn)確、測量快捷、操作方便，成本低等，易于批量生產(chǎn)，便于推廣應(yīng)用，適用于多種場所及不同高度的人或動物的體溫測量及其它測溫需要，是一種先進(jìn)而精確、經(jīng)濟(jì)而實(shí)用的紅外溫度計(jì)。
文檔編號G01J5/08GK1560575SQ200410021908
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月23日
發(fā)明者簡毅, 洪雪飛, 程洪, 簡 毅 申請人:簡毅, 洪雪飛, 程洪, 簡 毅