Jak prowadzić badania nad medycznymi termometrami na podczerwień i technologią kompensacji temperatury
Pomiar temperatury w podczerwieni jest obecnie jedną z najważniejszych bezdotykowych metod pomiaru temperatury. Ma zalety szybkiej reakcji, szerokiego zakresu pomiarowego i wysokiej czułości, dlatego jest szeroko stosowany w różnych gałęziach przemysłu. Jeśli do pomiaru temperatury ciała używany jest termometr na podczerwień, zakres pomiaru temperatury powinien wynosić od 24,0 do 45,0 stopnia, a wymagana dokładność wynosi ±0. 1 stopień. Jednak nawet jeśli obecnie stosowany termometr na podczerwień ma wskaźnik dokładności na poziomie 1%, daleko mu do spełnienia wymagań dokładności pomiaru temperatury ciała. Ponadto w zakresie temperatur od 24,0 stopnia do 45,0 stopnia na dokładność pomiaru termometru na podczerwień łatwo wpływa zewnętrzna temperatura otoczenia, co powoduje wzrost błędu pomiaru. Jednocześnie na dokładność i stabilność termometrów na podczerwień łatwo wpływa zewnętrzna temperatura otoczenia. Dlatego też bardzo istotne jest ograniczenie wpływu zewnętrznych czynników środowiskowych na działanie termometrów na podczerwień.
W tym temacie omówiono aktualny stan medycznych termometrów na podczerwień i zaproponowano nową metodę kompensacji temperatury otoczenia w oparciu o przegląd dużej liczby literatury krajowej i zagranicznej. Metoda ta opiera się na zasadzie działania detektora piroelektrycznego, wykorzystującego jako wielkość odniesienia różnicę pomiędzy mierzonym obiektem a temperaturą otoczenia i na podstawie tej różnicy wyznaczającej wysokość kompensacji. Poprzez cyfrowy pomiar temperatury: temperatura otoczenia jest mierzona za pomocą chipa, a kompensacja oprogramowania jest wykorzystywana w celu uniknięcia wad stosowanych w przeszłości termistorów.
W systemie pomiaru temperatury na podczerwień, sygnał podczerwieni po skonwertowaniu przez układ optyczny, modulowaniu przez przerywacz i odebraniu przez detektor piroelektryczny przetwarzany jest na sygnał impulsowy o częstotliwości 20 Hz. Sygnał ten jest wzmacniany, filtrowany, kształtowany i konwertowany A/D na sygnał cyfrowy, a następnie wysyłany do mikrokontrolera w celu przetwarzania, kompensacji i wyświetlania danych.
W procesie projektowania systemu do debugowania mikrokontrolera wykorzystywany jest system symulacji mikrokontrolera Wave6000. Aby zachować prawidłową relację czasową pomiędzy różnymi częściami, całe oprogramowanie jest napisane w języku asemblera. Kalibracja i testowanie systemu wykazały, że system poprawił dokładność i stabilność pomiaru.
