基于p7187的人体测温仪的设计

　　摘要：人体测温仪的设计主要为适应人体体温快速无接触测量的需要，主要介绍热释电红外传感器的工作原理以及最适宜人体红外线检测的热释电传感器p7187的结构和等效电路，阐述了基于热释电传感器p7187的红外测温仪的工作原理，讨论了该系统的设计与实现方法，简单介绍了该测温系统的适用条件。应用表明该设计有广泛的临床实用性。

　　热释电红外探测器是由热释电红外传感器、菲涅耳透镜及电子电路组成的一种光电检测装置。他能无接触地检测人体运动时辐射出的红外线并转换成电信号输出。本文介绍了一种用于快速测量人体体温的p7187热释电传感器的原理及其基本设计电路。

　　1．热释电效应

　　某些强介电物质（PZT，LiTaO3等）的表面接受了红外线的辐射能量，其表面产生温度变化，随着温度的上升或下降，这些物质表面上就会产生电荷的变化，这种现象称为热释电效应。图1为晶体表面电荷随温度变化的移动情况。

　　可见，当红外线照射热释电元件时，其内部极化作用发生很大的变化，其变化部分作为电荷释放出，从外部取出该电荷就变成传感器的输出电压。由此可见，热释电传感器只有在温度变化时才有输出电压。

　　2 p7187热释电传感器的等效电路

　　常见的热释电传感器有p2613，p3782，p7187等。根据法拉第法则，人体的体温约为3 7℃，辐射最多红外线的波长是10μm左右，而p7187对7～20μm范围波长比较灵敏，他采用了2个热释电元件PZT板，PZT板表面吸收红外线，并在受光面的内外各自安装取出电荷的一对电极，能敏感的捕捉到被测物体或光源，具有很高的灵敏度。这2个受光电极反向串联，可有效地防止背景波动以及干扰光照射时的误动作（一是环境变化引起的误动作，二是使用光调制器时的误动作）对传感器的影响，当2个受光电极同时受到红外线照射时，输出电压相互抵消而无输出，只有当人体移动时才有电压的输出，输出电压比较精确的反映了人体移动的情况。

图 p7187热释电传感器的等效电路图