一种测量准确的体温数据采集装置的设计

geniuskall

随着现代社会的蓬勃发展，科学技术水平的不断提高，医疗机构的现代化和信息化建设也是大势所趋。
       1 引言
        在医院传统体温测量中，水银温度计操作不便、使用费时，而且不能实现数据的自动检测、数据通信等。随着电子科学的迅猛发展，新型温度传感器的出现以及新型高性能单片机的不断推出，使得温度测量的自动检测和数据通信的实现成为了可能。
        2 概述
        生活中有一部分人处于“亚健康”状态。亚健康，按中医观点而论是身体已经出现了阴阳、气血、脏腑营卫的不平衡状态。按照西医的观点。这些不平衡状态表现为体温、体重、心率、血压、尿液成份等人体生理信号在一段时间里发生了不正常的变化。分析一段时间的信号变化数据，就可以对一个人的健康状态做出比较客观的判断。体温数据已经成为评判“亚健康”的重要指标之一。
        为了客观准确地进行体温检查，医学上不少学者对检查部位和方法的选择进行了多方面的研究，常见的检查部位和方法如下：口腔测温、腋窝测温、直肠内测温、鼓膜测温等。除了上述方法外，还可以在背部肩脚间、腹部、腹股沟、肘窝和手部等部位进行测温，但不常用。临床测温常用水银体温计和红外耳温计，但两者的测量时间差异很大，前者需要几分钟才能稳定，而后者仅需几秒。红外耳温计测温快而准，而且获取的是中枢神经系统的温度，是人体的核心体温，在正常体温和轻度低温情况下耳温均能反映实际的温度。但是，世面上推出的红外耳温计均没有配置串口通信功能，无法实现数据通信、自动保存数据和温度曲线绘制功能，大大限制了温度检测的自动化进程。
        本文所设计的体温数据采集装置采用红外耳温测量方法，另外，为了实现对体温数据自动记录存储以及一段时间的温度曲线观测，设计了红外耳温计与PC机的通信以及上位机软件。体温检查时。用户从平台的耳温计托盘上将红外耳温计取出，并按下耳温计开关，然后将红外测温头插人耳道并向下压使之完全贴合，按下“start”按键，耳温计的显示屏上相应地显示本次检查结果。当用户将耳温计放回托盘时，借助耳温计的重量按下安装在托盘上的行程开关，单片机系统就会将检测结果通过串口传输到PC机，PC机自动进行数据保存，将温度数据保存到数据库中。通过一段时间的体温检测。在PC机上自动绘制温度数据曲线，可以反映出一段时间内人体体温的变化，作为评判“亚健康”的标准之一。
        采用这种方法设计的体温数据采集装置已应用在“智能马桶系统”中，表现出使用方便、检测精度高、稳定性好、测量自动化程度高等优点。
        3 红外测温原理与红外温度传感器
        红外测温是利用测量物体所辐射出来的辐射能量来测量物体温度，它的理论依据是斯蒂芬一玻尔兹曼定律：物体的温度越高，它所辐射出来的能量越多。当温度为T时，物体在所有波长上(物体的辐射几乎包括所有的波长)的总辐射强度W为：

        式中wλ—温度为T(K)的物体，在波长为λ处的分谱辐射强度，单位为(W／cm2.μm)；
        c1—第一辐射常数；c1=3.7415×10-12(W／cm2)
        c2—第二辐射常数；c2=1.4388(cm2?K)
        ελ—分谱比辐射率，与物体的材料、表面情况及波长有关；
        σ—斯蒂芬一玻尔兹曼常数，σ=5.6697×10-12[(W／cm2).T4]；
        T—物体的绝对温度，单位K；
        ε—物体表面的法向比辐射率，绝对黑体ε=1.0。非绝对0

lvyongshjd

gemmygu

[quote]原帖由geniuskall于2008-04-05 21:19发表:
随着现代社会的蓬勃发展，科学技术水平的不断提高，医疗机构的现代化和信息化建设也是大势所趋。
1 引言
在医院传统体温测量中，水银温度计操作不便、使用费时，而且不能实现数据的自动检测、数据通信等。随着电子科学的迅猛发展，新型温度传感器的出现以及新型高性能单片机的不断推出，使得温度测量的自动检测和数据通信的实现成为了可能。
2 概述
生活中有一部分人处于“亚健康”状态。亚健康，按中医观点而论是身体已经出现了阴阳、气血、脏腑营卫的不平衡状态。按照西医的观点。这些不平衡状态表现为体温、体重、心率、血压、尿液成份等人体生理信号在一段时间里发生了不正常的变化。分析一段时间的信号变化数据，就可以对一个人的健康状态做出比较客观的判断。体温数据已经成为评判“亚健康”的重要指标之一。
为了客观准确地进行体温检查，医学上不少学者对检查部位和方法的选择进行了多方面的研究，常见的检查部位和方法如下：口腔测温、腋窝测温、直肠内测温、鼓膜测温等。除了上述方法外，还可以在背部肩脚间、腹部、腹股沟、肘窝和手部等部位进行测温，但不常用。临床测温常用水银体温计和红外耳温计，但两者的测量时间差异很大，前者需要几分钟才能稳定，而后者仅需几秒。红外耳温计测温快而准，而且获取的是中枢神经系统的温度，是人体的核心体温，在正常体温和轻度低温情况下耳温均能反映实际的温度。但是，世面上推出的红外耳温计均没有配置串口通信功能，无法实现数据通信、自动保存数据和温度曲线绘制功能，大大限制了温度检测的自动化进程。
本文所设计的体温数据采集装置采用红外耳温测量方法，另外，为了实现对体温数据自动记录存储以及一段时间的温度曲线观测，设计了红外耳温计与PC机的通信以及上位机软件。体温检查时。用户从平台的耳温计托盘上将红外耳温计取出，并按下耳温计开关，然后将红外测温头插人耳道并向下压使之完全贴合，按下“start”按键，耳温计的显示屏上相应地显示本次检查结果。当用户将耳温计放回托盘时，借助耳温计的重量按下安装在托盘上的行程开关，单片机系统就会将检测结果通过串口传输到PC机，PC机自动进行数据保存，将温度数据保存到数据库中。通过一段时间的体温检测。在PC机上自动绘制温度数据曲线，可以反映出一段时间内人体体温的变化，作为评判“亚健康”的标准之一。
采用这种方法设计的体温数据采集装置已应用在“智能马桶系统”中，表现出使用方便、检测精度高、稳定性好、测量自动化程度高等优点。
3 红外测温原理与红外温度传感器
红外测温是利用测量物体所辐射出来的辐射能量来测量物体温度，它的理论依据是斯蒂芬一玻尔兹曼定律：物体的温度越高，它所辐射出来的能量越多。当温度为T时，物体在所有波长上(物体的辐射几乎包括所有的波长)的总辐射强度W为：

式中wλ—温度为T(K)的物体，在波长为λ处的分谱辐射强度，单位为(W／cm2.μm)；
c1—第一辐射常数；c1=3.7415×10-12(W／cm2)
c2—第二辐射常数；c2=1.4388(cm2?K)
ελ—分谱比辐射率，与物体的材料、表面情况及波长有关；
σ—斯蒂芬一玻尔兹曼常数，σ=5.6697×10-12[(W／cm2).T4]；
T—物体的绝对温度，单位K；
ε—物体表面的法向比辐射率，绝对黑体ε=1.0。非绝对0

thzsys

精确?   你使如何标定的?   精度是多少????

zerolandboy

于都拜赏了