CN212844005U - 一种红外热成像在线监测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热成像技术领域，公开了一种增益效果较好且输出温度值较为稳定的红外热成像在线监测器，具备：第一运算放大器，其配置于CCD传感器内，第一运算放大器用于接收CCD传感器采集目标人体的温度信号；第二运算放大器，其同相端耦接于第一运算放大器的信号输出端，第二运算放大器用于接收温度信号，并对温度信号进行增益放大；第三运算放大器，其输出端与第二运算放大器的同相端连接，其用于正反馈；反相器，其反相端耦接于第二运算放大器的输出端；控制器，其信号输入端与反相器的输出端连接，控制器用于接收温度信号，并将温度信号进行处理后再输出至显示器。

Description

一种红外热成像在线监测器

技术领域

本实用新型涉及热成像技术领域，更具体地说，涉及一种红外热成像在线监测器。

背景技术

热红外成像通过对热红外敏感对物体进行成像，进而反映出监测目标表面的温度场。目前，监测器在对热成像传感器输入的温度传输进行处理时，由于热成像传感器输出的模拟信号的衰减较大，导致传感器输出的温度信号的失真较大。

因此，如何降低温度值的衰减量成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述热成像传感器输出的模拟信号的衰减较大，导致传感器输出的温度信号的失真较大的缺陷，提供一种增益效果较好且输出温度值较为稳定的红外热成像在线监测器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种红外热成像在线监测器，具备：

第一运算放大器，其配置于CCD传感器内，所述第一运算放大器用于接收所述CCD传感器采集目标人体的温度信号；

第二运算放大器，其同相端耦接于所述第一运算放大器的信号输出端，所述第二运算放大器用于接收所述温度信号，并对所述温度信号进行增益放大；

第三运算放大器，其输出端与所述第二运算放大器的同相端连接，其用于正反馈；

反相器，其反相端耦接于所述第二运算放大器的输出端；

控制器，其信号输入端与所述反相器的输出端连接，所述控制器用于接收所述温度信号，并将所述温度信号进行处理后再输出至显示器。

在一些实施方式中，还包括第一电阻及第一稳压二极管，

所述第一电阻的一端及所述第一稳压二极管的阴极分别与所述第一运算放大器的同相端连接；

所述第一电阻的另一端与电源端连接，所述第一稳压二极管的阳极与公共端连接。

在一些实施方式中，还包括依次连接的第二电阻、第一可调电阻及第三电阻，

所述第二电阻的一端与所述第一运算放大器的输出端连接，

所述第一可调电阻的调节端与所述第一运算放大器的反相端连接，所述第三电阻的一端与公共端连接。

在一些实施方式中，所述第一运算放大器的输出端通过第六电阻与所述第二运算放大器的同相端连接。

在一些实施方式中，还包括驱动器，所述驱动器的信号输入端耦接于所述控制器的一信号输出端，所述驱动器的信号输出端与所述显示器的一信号输入端连接。

在一些实施方式中，还包括数据选择器，所述数据选择器的信号输入端耦接于所述控制器的另一信号输出端，所述数据选择器的信号输出端与所述显示器的另一信号输入端连接。

在本实用新型所述的红外热成像在线监测器中，包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、反相器及控制器，其中，第一运算放大器用于接收CCD传感器采集目标人体的温度信号；第二运算放大器用于接收温度信号并对温度信号进行增益放大；第三运算放大器用于正反馈；反相器的反相端耦接于第二运算放大器的输出端；控制器的信号输入端与反相器的输出端连接，控制器用于接收温度信号，并将温度信号进行处理后再输出至显示器。与现有技术相比，通过对输入的温度信号进行二级放大以及正反馈，以降低温度信号的在传输时的失真度，进而提高监测目标人体温度信号的准确性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型提供的红外热成像在线监测器一实施例的前置放大电路图；

图2是本实用新型提供的红外热成像在线监测器一实施例的信号传输/处理电路图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1及图2所示，在本实用新型的红外热成像在线监测器的第一实施例中，红外热成像在线监测器包括前置放大电路100及信号传输/处理电路200。

CCD传感器(图中未示出)具备图像传感器的功能，若所转移的电荷为通过外界注入方式得到的，则CCD传感器还具有延时、信号处理、数据存储以及逻辑运算等功能。

其中，前置放大电路100具有提高系统的信噪比，减少外界干扰的相对影响(温度信号经前放初步放大)。

前置放大电路100包括第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B、第三运算放大器U1C及反相器U4D。

运算放大器可对微弱信号进行放大。

反相器U4D可将输入信号的相位反转180度。

具体地，第一运算放大器U1A配置于CCD传感器内，其用于接收CCD 传感器采集目标人体的温度信号，并对该温度信号进行一级放大，然后将放大后的温度信号输出至第二运算放大器U1B。

第二运算放大器U1B的同相端(对应2脚)与第一运算放大器U1A的信号输出端(对应4脚)连接，其用于接收经第一运算放大器U1A增益后的温度信号，并对该温度信号进行二级增益放大，然后输出至第三运算放大器U1C 及反相器U4D。

第三运算放大器U1C的输出端(对应10脚)通过第八电阻R108与第二运算放大器U1B的同相端(对应5脚)连接，其用于将第二运算放大器U1B 输出的温度信号以正反馈的方式输入第二运算放大器U1B的同相端(对应5 脚)，以提高第二运算放大器U1B对温度信号的放大增益效果。

反相器U4D的反相端(对应12脚)通过第十二电阻R112与第二运算放大器U1B的输出端(对应7脚)连接，输入的温度信号经反相器U4D处理，然后输出至控制器U201。

控制器U201的内部IN+和IN-输入与引脚断开，且在内部连接到 ANLG-COMMON，基准电容被充电至基准电压，芯片接成闭环并为自动调零电容充电以补偿缓冲放大器、积分器和比较器的失调电压，以降低输入温度信号受噪声的限制。

基准用于完成去积分任务，内部IN-在内部连接ANLG-COMMON，IN+ 跨接至先前已充电的基准电容，所记录的输入信号的极性可确保以正确的极性连接至电容以使积分器输出极性回零，然后输出返回至零所需的时间正比于输入信号的幅度。

控制器U201的信号输入端与反相器U4D的输出端(对应14脚)连接，其用于接收经反相器U4D处理后的温度信号，并将温度信号进行降噪处理，建立相应的图像信息后通过显示器显示实时监控的数据结果。

使用本技术方案，通过对输入的温度信号进行二级放大以及降噪处理，以降低温度信号的在传输时的失真度，进而提高监测目标人体温度信号的准确性。

在一些实施方式中，为了温度信号处理的准确性，可在前置放大电路100 中设置第一电阻R101及第一稳压二极管VS101，其中，第一电阻R101选为 8.6KΩ。

具体地，第一电阻R101的一端及第一稳压二极管VS101的阴极分别与第一运算放大器U1A的同相端(对应2脚)连接，传感器获取的温度信号经第一电阻R101输入第一运算放大器U1A。

第一电阻R101的另一端与电源端(对应+15V)连接，第一稳压二极管 VS101的阳极与公共端连接。

在一些实施方式中，前置放大电路100还包括依次连接的第二电阻R102、第一可调电阻RP1及第三电阻R103。其中，第一可调电阻PR1用于调节测温度范围。

具体地，第二电阻R102的一端与第一运算放大器U1A的输出端(对应4 脚)连接，第一可调电阻RP1的调节端与第一运算放大器U1A的反相端(对应3)连接，第三电阻R103的一端与公共端连接。

在一些实施方式中，为了提高温度信号的增益效果，可在第一运算放大器 U1A的输出端(对应4脚)通过第六电阻R106与第二运算放大器U1B的同相端(对应5脚)连接，即输入的温度信号经第一运算放大器U1A一级放大后，通过第六电阻R106输入第二运算放大器U1B，进行二级增益放大。

在一些实施方式中，为了提高数据传输的质量，可在信号传输/处理电路 200中设置驱动器U203，其中，驱动器U203为八位缓冲线/线驱动器，内含八个具有三态输出反相缓冲器。三态输出的反相缓冲器，输出允许控制端 (ENA、ENB)，每一个EN控制四个缓冲器，1A1及2A3为数据输入，1Y2 及2Y3为数据输出。

驱动器U203的一信号输入端(对应1A1端)与控制器U201的一信号输出端(对应D1端)，驱动器U203的另一信号输入端(对应2A3端)与控制器U201的一信号输出端(对应D4端)连接。

驱动器U203的一信号输出端(对应1Y2及2Y3端)与显示器LCD的一信号输入端连(对应D2及D3端)接，驱动器U203可对控制器U201输入的温度信号进行缓冲，然后输出至显示器LCD。

在一些实施方式中，为了提高数据传输的质量，可在信号传输/处理电路 200中设置数据选择器U204，其中，数据选择器U204为四路二选一开关，1 为选择输入端，D5(属于控制器U201)为低电平时，选择1Y(属于数据选择器U204)输出；D5(属于控制器U201)为高电平时，数据选择器U204可读取控制器U201的状态并判断，以输出读取的温度数据。

具体地，数据选择器U204的信号输入端(对应A/B端)与控制器U201 的另一信号输出端(对应D5端)连接，数据选择器U204的信号输出端(对应1Y端)与显示器LCD的另一信号输入端(对应B1端)连接，即，数据选择器U204读取控制器U201输出的温度数据，然后将该温度数据输出至显示器LCD。

在一些实施方式中，信号传输/处理电路200还包括第一电容C201、第十五电阻R201、第二电容C202、第十六电阻R202及第一二极管D201。

其中，第一电容C201的一端与控制器U201的信号输入端(对应25脚) 连接，第一电容C201的另一端与公共端连接，通过第一电容C201可消除电路中的高频成分干扰，进而提高输入温度信号的准确性。

进一步地，第十五电阻R201、第二电容C202、第十六电阻R202及第一二极管D201串联连接，其中，第十五电阻R201的一端与控制器U201的缓冲端连接，第十六电阻R202的一端与第一二极管D201的阴极连接，第一二极管D201的阳极与公共端连接。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (6)

1.一种红外热成像在线监测器，其特征在于，具备：

第一运算放大器，其配置于CCD传感器内，所述第一运算放大器用于接收所述CCD传感器采集目标人体的温度信号；

第二运算放大器，其同相端耦接于所述第一运算放大器的信号输出端，所述第二运算放大器用于接收所述温度信号，并对所述温度信号进行增益放大；

第三运算放大器，其输出端与所述第二运算放大器的同相端连接，其用于正反馈；

反相器，其反相端耦接于所述第二运算放大器的输出端；

控制器，其信号输入端与所述反相器的输出端连接，所述控制器用于接收所述温度信号，并将所述温度信号进行处理后再输出至显示器。

2.根据权利要求1所述的红外热成像在线监测器，其特征在于，

还包括第一电阻及第一稳压二极管，

所述第一电阻的一端及所述第一稳压二极管的阴极分别与所述第一运算放大器的同相端连接；

所述第一电阻的另一端与电源端连接，所述第一稳压二极管的阳极与公共端连接。

3.根据权利要求1或2所述的红外热成像在线监测器，其特征在于，

还包括依次连接的第二电阻、第一可调电阻及第三电阻，

所述第二电阻的一端与所述第一运算放大器的输出端连接，

所述第一可调电阻的调节端与所述第一运算放大器的反相端连接，所述第三电阻的一端与公共端连接。

4.根据权利要求1或2所述的红外热成像在线监测器，其特征在于，

所述第一运算放大器的输出端通过第六电阻与所述第二运算放大器的同相端连接。

5.根据权利要求1所述的红外热成像在线监测器，其特征在于，

还包括驱动器，所述驱动器的信号输入端耦接于所述控制器的一信号输出端，所述驱动器的信号输出端与所述显示器的一信号输入端连接。

6.根据权利要求1所述的红外热成像在线监测器，其特征在于，

还包括数据选择器，所述数据选择器的信号输入端耦接于所述控制器的另一信号输出端，所述数据选择器的信号输出端与所述显示器的另一信号输入端连接。

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