CN113340453A - 一种便携式可穿戴微波辐射测温计及其测温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式可穿戴微波辐射测温计及其测温方法。该测温计包括可穿戴模块。所述的可穿戴模块包括传感器模块、电源管理模块、MCU模块、基准热敏电阻。基准热敏电阻连接到MCU模块，用于在测量前为MCU模块提供温度基准。传感器模块包括微波探头和辐射计。辐射计包括Dicke开关、参考噪声源、环形器、低噪放大器、衰减器αatt、带通滤波器和功率检测器。本发明在检测区域的阻抗发生变化时，测量结果能保持不变，具有高稳定性和抗干扰性。本发明可无创实时地检测使用者的内部体温变化，且十分便携。本发明采用Dicke开关控制输入信号，能有效降低误差，提高温度测量精度。
Description
技术领域
本发明属于微波测温技术领域，具体设计涉及一种便携式可穿戴微波辐射测温计及其测温方法。
背景技术
目前，市面上有多种方法跟踪测量人体内部体温，但大多数方法都是侵入性的，例如直肠探针，或者是大型且昂贵的检查手段。基于微波辐射技术的测量体温的方法已越来越受市场欢迎，但尚无可穿戴的微波辐射测温设备。在某些特殊场合，例如运动员进行体能训练，急救病人的抢救等情况下，需要连续不断地测量用户核心区域的体温，现有技术无法满足需求。因此，设计一种能够实时无创便携监测人体核心区域温度的测温计变得十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便携式可穿戴微波辐射测温计，以解决上述背景技术中提到的问题。本发明能够实现对人体核心区域温度持续、实时、无创地监测，并且可穿戴，且当被测区域与阻抗发生变化时，测量结果不会发生较大变化。
本发明一种便携式可穿戴微波辐射测温计，包括可穿戴模块。所述的可穿戴模块包括传感器模块、电源管理模块、MCU模块、基准热敏电阻。基准热敏电阻连接到MCU模块，用于在测量前为MCU模块提供温度基准。
所述传感器模块包括微波探头和辐射计。辐射计包括Dicke开关、参考噪声源、环形器、低噪放大器、衰减器αatt、带通滤波器和功率检测器。Dicke开关两个输入端与天线和衰减器αatt的一端分别相接，输出端与环形器的1引脚相接。Dicke开关的时钟发生器输出的时钟信号的控制下，控制微波探头与天线、衰减器αatt交替相连。所述的参考噪声源包括珀尔贴元件、电阻R1、电阻R2和铂电阻PRTD1。电阻R1、电阻R2和铂电阻PRTD1安装在珀尔贴元件的同一端上。通过珀尔贴元件控制电阻R1、电阻R2和铂电阻PRTD1所处环境的温度。电阻R1和电阻R2均为可调电阻。电阻R1的一端与衰减器αatt的另一端连接；电阻R2的一端与环形器的3引脚连接；电阻R1和电阻R2的另一端均接地。环形器上安装有铂电阻PRTD2。铂电阻PRTD1和铂电阻PRTD2均连接到MCU模块。
所述环形器的2引脚与低噪放大器LNA1的输入端相连。低噪放大器LNA1的输出端与带通滤波器BPF1的输入端相连。带通滤波器BPF1的输出端与低噪放大器LNA2的输入端相连。低噪放大器LNA2的输出端与功率检测器的输入端相连。功率检测器的输出端与同步解调器的信号输入接口连接。同步解调器的输出接口与低频放大器的输入接口相连。低频放大器的输出接口与带通滤波器BPF2的输入接口相连。MCU模块中设置有ADC模块和数据处理模块。ADC模块的输入接口与带通滤波器BPF2的输出接口相连。
作为优选，本发明一种便携式可穿戴微波辐射测温计还包括固定带和搭扣。两根固定带的一端与可穿戴模块分别连接，另一端通过搭扣可拆卸连接。固定带能够伸缩，用于将可穿戴模块固定在使用者身上。
作为优选，所述的时钟发生器、同步解调器、低频放大器和带通滤波器BPF2通过FPAA模块模拟得到。
作为优选，所述的FPAA模块采用Anadigm AN231E04芯片实现。
作为优选，MCU模块中设置有蓝牙模块。蓝牙模块用于与上位机通信。
作为优选，所述的电源管理模块包括降压基准电路和电池保护电路。所述电源管理模块由电池通过电池保护电路供电，或由外接电源供电。电源管理模块可输出三个独立的电源信号，均为3.3V电压。其中，第一电源信号VB1用于为MCU模块供电；第二电源信号VB2用于为MCU模块中的ADC模块提供参考电压，第三电源信号VB3用于为传感器模块供电。
作为优选，所述的降压基准电路包括电源管理芯片和PMOS管Q1。电源管理芯片的型号为LTC3555。电源管理芯片的VIN引脚连接到外部输入接口和电池保护电路的输入接口，并经过电容CIN接地。PMOS管Q1的栅极接电源管理芯片的GATE引脚，源极接电源管理芯片的VBAT引脚，漏极接电源管理芯片的BAT引脚。电源管理芯片的BAT引脚接电池的正极。电池的负极接地。电源管理芯片的SW1引脚接电感L11的一端。电感L11的另一端与电阻R11、电容C12和电容C11的一端相接，作为电源管理模块的第一电源信号VB1。电阻R11的另一端接电阻R12的一端。电阻R12和电容C11的另一端均接地。电容C12的另一端接电源管理芯片的VFB1引脚。电源管理芯片的SW2引脚接电感L21的一端。电感L21的另一端与电阻R21、电容C22和电容C21的一端相接，作为电源管理模块的第二电源信号VB2。电阻R21的另一端接电阻R22的一端。电阻R22和电容C21的另一端均接地。电容C22的另一端接电源管理芯片的VFB2引脚。电源管理芯片的SW3引脚接电感L31的一端。电感L31的另一端与电阻R31、电容C32和电容C31连接，作为电源管理模块的第三电源信号VB3。电阻R31的另一端接电阻R32的一端。电阻R32和电容C31的另一端均接地。电容C32的另一端接电源管理芯片的VFB3引脚。
作为优选，电感L11、L21、L31的电感值均为4.7μH；电阻R11、R21、R31的电阻值均为1.02MΩ，电阻R12、R22、R32的电阻值均为324kΩ；电容C12、C22、C32的电容值均为10pF；电容C11、C21、C31的电容值均为10μF。
该便携式可穿戴微波辐射测温计的测温方法如下：
步骤一、使用者将微波探头贴附到使用者的身体上，并将基准热敏电阻放置到基准温度检测处，使得基准热敏电阻检测使用者的基准温度检测处的温度，作为基准温度信号Tref1发送给MCU模块。MCU模块根据接收到的温度信号进行辐射计的校准，调整电阻R1和电阻R2的阻值。
当Dicke开关与外部探头连接时，功率检测器所输出的电压信号Va1的表达式如下：
Va1＝((Ta(1-R2)+R2Tref1)KS+αSTamb+Tr)G
KS＝KSwKcirKl
αS＝1-KS
Tref1＝TrefKS+αSTamb
其中，αS为总损失；Tamb为辐射计前端的温度；G是信号传递路径中的增益因子；Tr是低噪放大器LNA1输入端的噪声温度；R为微波探头的反射率；Ta为微波探头接收到外部的微波信号。Tref1是使用基准热敏电阻测得的基准温度信号；Tref是珀尔贴元件一端的温度；KS为外部输入线路中的总衰减系数；KSw、Kcir、Kl分别是Dicke开关，环形器和电线传输中的衰减因子。
当Dicke开关与所述衰减器αatt时，功率检测器所输出的电压信号Va2的表达式如下：
Va2＝(TrefKt+αtTamb+Tr)G
Kt＝KSwKcirKαtt
αt＝1-Kt
ααtt＝1-Kαtt
其中，Kt为内部输送线路中的总衰减；Katt为衰减器αatt传输中的衰减系数；ααtt为衰减器αatt的信号损失。
计算标准温度值Tref如下：
MCU模块控制负载电阻R1和电阻R2的阻值，使Tref达到预定的值。
步骤二、将基准热敏电阻与基准温度检测处分离，并根据需要将可穿戴模块放置到需要被监控部位的外侧。
步骤三、，在时钟发生器的驱动下，Dicke开关进行周期性切换。当Dicke开关与微波探头连接时，记录功率检测器输出的电压信号Va1′。当Dicke开关与衰减器αatt时，记录功率检测器输出的电压信号Va2′。将电压信号Va1′与电压信号Va2′求差后作为目标电压信号，根据目标电压信号得到使用者被监控部位的温度。
作为优选，所述的基准温度检测处为口腔。
作为优选，时钟发生器输出的时钟频率为1kHz。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在检测区域的阻抗发生变化时，测量结果能保持不变，具有高稳定性和抗干扰性。
2、本发明可无创实时地检测使用者的内部体温变化，且十分便携。
3、本发明采用Dicke开关控制输入信号，能有效降低误差，提高温度测量精度。
附图说明
图1是本发明的整体外形示意图；
图2是本发明可穿戴模块的功能示意图；
图3是本发明可穿戴模块辐射计内部结构示意图；
图4是本发明可穿戴模块电源管理模块的框图；
图5是本发明可穿戴模块电源管理模块的降压基准电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，一种便携式可穿戴微波辐射测温计包括可穿戴模块1、固定带2和搭扣3。两个固定带2的一端与可穿戴模块1分别连接，另一端通过搭扣3可拆卸连接。固定带2可根据使用者具体需求伸缩，将可穿戴模块固定在使用者身上。
如图2和3所示，可穿戴模块包括传感器模块2.1、电源管理模块2.2、MCU模块2.3、基准热敏电阻2.4、FPAA(现场可编程模拟阵列)模块2.5和电池。基准热敏电阻2.4连接到MCU模块，用于在测量前为MCU模块提供温度基准。
所述传感器模块2.1包括微波探头2.1.1和辐射计2.1.2。辐射计包括Dicke开关、参考噪声源、铂电阻、环形器、低噪放大器、衰减器αatt、带通滤波器和功率检测器。Dicke开关由MCU模块中的时钟发生器控制，两个输入端与天线和衰减器αatt的一端分别相接，输出端与环形器的1引脚相接。参考噪声源包括珀尔贴元件、电阻R1、电阻R2和铂电阻PRTD1。电阻R1、电阻R2和铂电阻PRTD1安装在珀尔贴元件的同一端上。通过调节珀尔贴元件的通电电压，能够调节电阻R1、电阻R2和铂电阻PRTD1所处环境的温度。铂电阻PRTD1能检测温度的变化并将数据传输给MCU模块。电阻R1和电阻R2均为可调电阻，能够根据MCU模块发送的信号调整阻值大小。
电阻R1的一端与衰减器αatt的另一端连接；电阻R2的一端与环形器的3引脚连接；电阻R1和电阻R2的另一端均接地。环形器上安装有铂电阻PRTD2。铂电阻PRTD1和铂电阻PRTD2均连接到MCU模块，分别检测珀尔贴元件对应端部和环形器温度的变化情况，并发送给MCU模块。
所述环形器的2引脚与低噪放大器LNA1的输入端相连。低噪放大器LNA1的输出端与带通滤波器BPF1的输入端相连。带通滤波器BPF1的输出端与低噪放大器LNA2的输入端相连。低噪放大器LNA2的输出端与功率检测器的输入端相连。功率检测器的输出端与所述FPAA模块2.5相连，具体为与FPAA模块2.5中的同步解调器的信号输入接口相连。
FPAA模块2.5采用Anadigm AN231E04芯片实现。FPAA模块内部模拟出依次连接的时钟发生器、同步解调器、低频放大器和带通滤波器BPF2。时钟发生器的时钟输出接口连接到Dicke开关的控制接口和同步解调器的时钟输入接口。同步解调器的信号输入接口连接到传感器模块2.1中的功率检测器的输出端。时钟发生器产生时钟信号，控制Dicke开关进行周期性切换，使得微波探头与天线和衰减器αatt周期性交替相连。同步解调器的输出接口与低频放大器的输入接口相连。低频放大器的输出接口与带通滤波器BPF2的输入接口相连。
MCU模块2.3采用型号为CC2541的芯片，其内置有ADC模块2.3.1、蓝牙模块2.3.2和数据处理模块2.3.3。CC2541芯片有所述电源管理模块供电，接受传感器模块输出的模拟电压信号并将数据进行处理，再通过芯片自带的低功耗蓝牙模块输出测量数据。ADC模块2.3.1的输入接口与带通滤波器BPF2的输出接口相连。蓝牙模块2.3.2用于与通信传输，体温数据。
如图4和5所示，电源管理模块2.2包括降压基准电路和电池保护电路。所述电源管理模块由电池通过电池保护电路供电，或由外接电源(5V电压)通过Micro-USB接口供电。电池采用3.7V锂电池。降压基准电路包括型号为LTC3555的电源管理芯片。当由外部电源供电时，所述电源管理模块监测电池的电压，当电池的电压低于某一阈值时，电源管理模块给锂电池充电。电源管理模块可输出三个独立的电源信号，都为3.3V。其中，第一电源信号VB1用于给所述CC2541芯片提供3.3V电压，第二电源信号VB2用于给所述CC2541芯片的ADC模块提供3.3V参考电压，第三电源信号VB3用于给所述传感器模块提供3.3V电压。
降压基准电路包括电源管理芯片和PMOS管Q1。电源管理芯片的型号为LTC3555。电源管理芯片的VIN引脚连接到外部输入接口和电池保护电路的输入接口，并经过电容CIN接地。PMOS管Q1的栅极接电源管理芯片的GATE引脚，源极接电源管理芯片的VBAT引脚，漏极接电源管理芯片的BAT引脚。电源管理芯片的BAT引脚接电池的正极。电池的负极接地。
电源管理芯片的SW1引脚接电感L11的一端。电感L11的另一端与电阻R11、电容C12和电容C11的一端相接，作为电源管理模块的第一电源信号VB1。电阻R11的另一端接电阻R12的一端。电阻R12和电容C11的另一端均接地。电容C12的另一端接电源管理芯片的VFB1引脚。电源管理芯片的SW2引脚接电感L21的一端。电感L21的另一端与电阻R21、电容C22和电容C21的一端相接，作为电源管理模块的第二电源信号VB2。电阻R21的另一端接电阻R22的一端。电阻R22和电容C21的另一端均接地。电容C22的另一端接电源管理芯片的VFB2引脚。电源管理芯片的SW3引脚接电感L31的一端。电感L31的另一端与电阻R31、电容C32和电容C31连接，作为电源管理模块的第三电源信号VB3。电阻R31的另一端接电阻R32的一端。电阻R32和电容C31的另一端均接地。电容C32的另一端接电源管理芯片的VFB3引脚。
电感L11、L21、L31的电感值均为4.7μH；电阻R11、R21、R31的电阻值均为1.02MΩ，电阻R12、R22、R32的电阻值均为324kΩ；电容C12、C22、C32的电容值均为10pF；电容C11、C21、C31的电容值均为10μF。
所述带通滤波器BPF1、BPF2均选用CBP-1400E，所述低噪放大器LNA1、LNA2均采用TQP3M9037。
该便携式可穿戴微波辐射测温计的具体使用方法如下：
步骤一、使用者将微波探头贴附到使用者的脸上，并将基准热敏电阻2.4含入口中，使得基准热敏电阻2.4检测使用者的口腔温度，作为基准温度信号Tref1发送给MCU模块。MCU模块根据接收到的温度信号进行辐射计的校准，调整负载电阻R1和电阻R2的阻值，使之与使用者阻抗匹配。
当Dicke开关与外部探头连接时，功率检测器所输出的电压信号Va1的表达式为：
Va1＝((Ta(1-R2)+R2Tref1)KS+αSTamb+Tr)G (1)
KS＝KSwKcirKl (2)
αS＝1-KS (3)
Tref1＝TrefKS+αSTamb (4)
式中，αS为总损失，包括Dicke开关、辐射计、天线、环形器等的信号损失；Tamb为辐射计前端的温度；G是信号传递路径中的增益因子；Tr是低噪放大器LNA1输入端的噪声温度；R为微波探头2.1.1的反射率；Ta为微波探头接收到外部的微波信号。Tref1是使用基准热敏电阻2.4测得的基准温度信号；Tref是珀尔贴元件一端的温度；KS为外部输入线路中的总衰减系数；KSw、Kcir、Kl分别是Dicke开关，环形器和电线传输中的衰减因子。
当Dicke开关与所述衰减器Ωatt时，功率检测器所输出的电压信号Va2的表达式为：
Va2＝(TrefKt+αtTamb+Tr)G (5)
Kt＝KSwKcirKαtt (6)
αt＝1-Kt (7)
αatt＝1-Kαtt (8)
式中，Kt为内部输送线路中的总衰减；Kαtt为衰减器Ωatt传输中的衰减系数；ααtt为衰减器αatt的信号损失。
步骤一的最终目的是使Va1＝Va2，最终得出珀尔贴元件在工作时需要提供的标准温度值Tref。通过上述公式，推得标准温度值Tref的表达式如下：
MCU模块控制负载电阻R1和电阻R2的阻值，使Tref达到预定的值。此时，该便携式可穿戴微波辐射测温计与所测生物体阻抗匹配，可以开始后续的温度测量。
步骤二、使用者将基准热敏电阻2.4吐出，并根据需要将该便携式可穿戴微波辐射测温计穿戴到需要被监控温度的部位外侧。举例来说，若需要测量胸腔内的温度，则将该便携式可穿戴微波辐射测温计穿戴到胸部。
步骤三、该便携式可穿戴微波辐射测温计开始测温。FPAA模块中时钟发生器输出的时钟频率为1kHz，在时钟发生器的驱动下，Dicke开关以相应的频率切换。
当Dicke开关与微波探头2.1.1连接时，功率检测器所输出的电压信号Va1′为：
Va1′＝((Ta(1-R2)+R2T′ref1)KS+αSTamb+Tr)G
其中，T′ref1为未经过干扰去除情况下测得的当前体温。
当Dicke开关与所述衰减器αatt时，功率检测器所输出的电压信号Va2′为：
Va2′＝(TrefKt+αtTamb+Tr)G
MCU模块接收Va1′和Va2′信号，并做相减处理，得到消除误差的目标电压信号。由于目标电压信号将Dicke开关、环形器和公共路径上的共同衰减和干扰去除，故能够提高检测精度。使用该目标电压信号根据提前标定得到的映射关系即可得到使用者的当前体温。
本发明便携式可穿戴微波辐射测温计开始进行实时体温测量，并通过MCU模块的主控芯片TI CC2541上的2.4GHz低功耗蓝牙模块将测量数据传送给PC、手机或其他数据终端。
Claims (10)
1.一种便携式可穿戴微波辐射测温计，包括可穿戴模块(1)；其特征在于：所述的可穿戴模块包括传感器模块(2.1)、电源管理模块(2.2)、MCU模块(2.3)、基准热敏电阻(2.4)；基准热敏电阻(2.4)连接到MCU模块，用于在测量前为MCU模块提供温度基准；
所述传感器模块(2.1)包括微波探头(2.1.1)和辐射计(2.1.2)；辐射计包括Dicke开关、参考噪声源、环形器、低噪放大器、衰减器αatt、带通滤波器和功率检测器；Dicke开关两个输入端与天线和衰减器αatt的一端分别相接，输出端与环形器的1引脚相接；Dicke开关的时钟发生器输出的时钟信号的控制下，控制微波探头与天线、衰减器αatt交替相连；所述的参考噪声源包括珀尔贴元件、电阻R1、电阻R2和铂电阻PRTD1；电阻R1、电阻R2和铂电阻PRTD1安装在珀尔贴元件的同一端上；通过珀尔贴元件控制电阻R1、电阻R2和铂电阻PRTD1所处环境的温度；电阻R1和电阻R2均为可调电阻；电阻R1的一端与衰减器αatt的另一端连接；电阻R2的一端与环形器的3引脚连接；电阻R1和电阻R2的另一端均接地；环形器上安装有铂电阻PRTD2；铂电阻PRTD1和铂电阻PRTD2均连接到MCU模块；
所述环形器的2引脚与低噪放大器LNA1的输入端相连；低噪放大器LNA1的输出端与带通滤波器BPF1的输入端相连；带通滤波器BPF1的输出端与低噪放大器LNA2的输入端相连；低噪放大器LNA2的输出端与功率检测器的输入端相连；功率检测器的输出端与同步解调器的信号输入接口连接；同步解调器的输出接口与低频放大器的输入接口相连；低频放大器的输出接口与带通滤波器BPF2的输入接口相连；MCU模块(2.3)中设置有ADC模块(2.3.1)和数据处理模块(2.3.3)；ADC模块(2.3.1)的输入接口与带通滤波器BPF2的输出接口相连。
2.根据权利要求1所述的一种便携式可穿戴微波辐射测温计，其特征在于：还包括固定带(2)和搭扣(3)；两根固定带(2)的一端与可穿戴模块(1)分别连接，另一端通过搭扣(3)可拆卸连接；固定带(2)能够伸缩，用于将可穿戴模块固定在使用者身上。
3.根据权利要求1所述的一种便携式可穿戴微波辐射测温计，其特征在于：所述的时钟发生器、同步解调器、低频放大器和带通滤波器BPF2通过FPAA模块模拟得到。
4.根据权利要求3所述的一种便携式可穿戴微波辐射测温计，其特征在于：所述的FPAA模块(2.5)采用AnadigmAN231E04芯片实现。
5.根据权利要求1所述的一种便携式可穿戴微波辐射测温计，其特征在于：MCU模块(2.3)中设置有蓝牙模块(2.3.2)；蓝牙模块(2.3.2)用于与上位机通信。
6.根据权利要求1所述的一种便携式可穿戴微波辐射测温计，其特征在于：所述的电源管理模块(2.2)包括降压基准电路和电池保护电路；所述电源管理模块由电池通过电池保护电路供电，或由外接电源供电；电源管理模块可输出三个独立的电源信号，均为3.3V电压；其中，第一电源信号VB1用于为MCU模块(2.3)供电；第二电源信号VB2用于为MCU模块(2.3)中的ADC模块提供参考电压，第三电源信号VB3用于为传感器模块供电。
7.根据权利要求6所述的一种便携式可穿戴微波辐射测温计，其特征在于：所述的降压基准电路包括电源管理芯片和PMOS管Q1；电源管理芯片的型号为LTC3555；电源管理芯片的VIN引脚连接到外部输入接口和电池保护电路的输入接口，并经过电容CIN接地；PMOS管Q1的栅极接电源管理芯片的GATE引脚，源极接电源管理芯片的VBAT引脚，漏极接电源管理芯片的BAT引脚；电源管理芯片的BAT引脚接电池的正极；电池的负极接地；电源管理芯片的SW1引脚接电感L11的一端；电感L11的另一端与电阻R11、电容C12和电容C11的一端相接，作为电源管理模块的第一电源信号VB1；电阻R11的另一端接电阻R12的一端；电阻R12和电容C11的另一端均接地；电容C12的另一端接电源管理芯片的VFB1引脚；电源管理芯片的SW2引脚接电感L21的一端；电感L21的另一端与电阻R21、电容C22和电容C21的一端相接，作为电源管理模块的第二电源信号VB2；电阻R21的另一端接电阻R22的一端；电阻R22和电容C21的另一端均接地；电容C22的另一端接电源管理芯片的VFB2引脚；电源管理芯片的SW3引脚接电感L31的一端；电感L31的另一端与电阻R31、电容C32和电容C31连接，作为电源管理模块的第三电源信号VB3；电阻R31的另一端接电阻R32的一端；电阻R32和电容C31的另一端均接地；电容C32的另一端接电源管理芯片的VFB3引脚。
8.如权利要求1所述的一种便携式可穿戴微波辐射测温计的测温方法，其特征在于：步骤一、使用者将微波探头贴附到使用者的身体上，并将基准热敏电阻(2.4)放置到基准温度检测处，使得基准热敏电阻(2.4)检测使用者的基准温度检测处的温度，作为基准温度信号Tref1发送给MCU模块；MCU模块根据接收到的温度信号进行辐射计的校准，调整电阻R1和电阻R2的阻值；
当Dicke开关与外部探头连接时，功率检测器所输出的电压信号Va1的表达式如下：
Va1＝((Ta(1-R2)+R2Tref1)KS+αSTamb+Tr)G
KS＝KSwKcirKl
αS＝1-KS
Tref1＝TrefKS+αSTamb
其中，αS为总损失；Tamb为辐射计前端的温度；G是信号传递路径中的增益因子；Tr是低噪放大器LNA1输入端的噪声温度；R为微波探头(2.1.1)的反射率；Ta为微波探头接收到外部的微波信号；Tref1是使用基准热敏电阻(2.4)测得的基准温度信号；Tref是珀尔贴元件一端的温度；KS为外部输入线路中的总衰减系数；KSw、Kcir、Kl分别是Dicke开关，环形器和电线传输中的衰减因子；
当Dicke开关与所述衰减器αatt时，功率检测器所输出的电压信号Va2的表达式如下：
Va2＝(TrefKt+αtTamb+Tr)G
Kt＝KSwKcirKαtt
αt＝1-Kt
ααtt＝1-Kαtt
其中，Kt为内部输送线路中的总衰减；Kαtt为衰减器αatt传输中的衰减系数；ααtt为衰减器αatt的信号损失；
计算标准温度值Tref如下：
MCU模块控制负载电阻R1和电阻R2的阻值，使Tref达到预定的值；
步骤二、将基准热敏电阻(2.4)与基准温度检测处分离，并根据需要将可穿戴模块(1)放置到需要被监控部位的外侧；
步骤三、，在时钟发生器的驱动下，Dicke开关进行周期性切换；当Dicke开关与微波探头(2.1.1)连接时，记录功率检测器输出的电压信号Va1′；当Dicke开关与衰减器αatt时，记录功率检测器输出的电压信号Va2′；将电压信号Va1′与电压信号Va2′求差后作为目标电压信号，根据目标电压信号得到使用者被监控部位的温度。
9.根据权利要求8所述的一种便携式可穿戴微波辐射测温计的测温方法，其特征在于：所述的基准温度检测处为口腔。
10.根据权利要求8所述的一种便携式可穿戴微波辐射测温计的测温方法，其特征在于：时钟发生器输出的时钟频率为1kHz。
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| CN202110686502.4A CN113340453A (zh) | 2021-06-21 | 2021-06-21 | 一种便携式可穿戴微波辐射测温计及其测温方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114441059A (zh) * | 2022-02-07 | 2022-05-06 | 江苏锐地测控有限公司 | 一种非接触式微波测温方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108024728A (zh) * | 2015-12-22 | 2018-05-11 | Rtm诊断股份有限公司 | 微波辐射计 |
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