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研究生:林學勤
研究生(外文):Xue-Qin Lin
論文名稱:新穎虹膜溫度量測之應用
論文名稱(外文):A New Application of Iris Temperature Measurement
指導教授:沈志雄沈志雄引用關係
指導教授(外文):Chih-Hsiung Shen
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:顯示技術研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:69
中文關鍵詞:紅外線室溫補償虹膜
外文關鍵詞:infraredtemperature compensationiris
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溫度在人類的生活當中是一個極為重要的指標,體溫代表一個人生理
活動以及健康情形。然而體溫量測有很多方式,基於量測效率、衛生習慣
與健康安全,非接觸型的紅外線測溫槍廣泛應用在體溫量測,其中人們為
了求方便,最常使用的是額溫量測,但是目前額溫量測誤差較大,所以我
們很需要在非接觸式的量測上改善其本身的問題。
本研究在硬體方面設計了一項利用二顆熱敏電阻的紅外線測溫槍來進
行室溫補償的電路測試及校正,進而提升快速量測,增加溫度量測之準確
性。因為紅外線測溫槍本體會在從A環境到B環境的溫度有較大的變化之下
或受到手部溫度影響,所以測溫槍本體需要經過一段時間來適應溫度才能
得到準確的讀值,因此設計了一項室溫補償的實驗,來進行溫度的修正。
另外我們提出利用虹膜溫度來取代額頭溫度成為新式的體溫快速量測
方法之可行性。本研究做了二項關於紅外線感測應用於體溫與虹膜溫度穩
定性的實驗,吾人進行資料之數學運算,求得其相關係數,來研究二者之
間的相關程度,更容易知道虹膜溫度跟人體溫度之間的穩定性。根據研究
結果,耳膜溫度及虹膜溫度其相關係數顯示二者呈現很高的正相關性,最
高可達0.926。所以我們提出虹膜溫度量測可以取代額溫做為測量方式的參
考依據。
Temperature in human life which is extremely important indicator of the body temperature represents a life management activities, and health. However, there are many ways to measure body temperature, for efficiency, hygiene and safety, The non-contact infrared thermometers are widely used in the temperature measurement solutions, and the most commonly used of which the amount of temperature measurement, But at present the amount of temperature
measurement errors are often large, So we need to contact the measurement to improve their problems.
In this study, we designed using two thermistor in the infra-red temperature gun in terms of hardware, to circuit testing and calibration in temperature compensation, and thus enhance of the fast measurement, to increase the accuracy of temperature measurement. Because the infrared
temperature gun body, it will have a greater change in temperature of the environment from A to B or the temperature by hand, Therefore, the body temperature gun to adapt to the temperature after some time, and then it get an
accurate reading, so we designed a temperature compensation, to modify the temperature.
In addition, we offer a potential new method of rapid temperature measurement, temperature, instead of using iris forehead temperature. We had two on the temperature and the temperature stability of the experimental application of iris infrared sensing, we carried out mathematical operations data, the correlation coefficient obtained to study the correlation between the two, it is more likely to know the temperature stability of the iris with body temperatures. Based on the results, it shows a high correlation between the two rendered temperature and iris in the eardrum temperature, up to 0.926. Therefore, we propose a reference measurement temperature measurements in the iris to replace the amount of temperature.
摘要 I
Abstract II
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 IX

第一章 緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2紅外線溫度感測之文獻探討 3
1-3 本文架構 4
第二章 紅外線技術與體溫量測 6
2-1 紅外線 6
2-2 熱輻射 8
2-2-1 普朗克定律 10
2-2-2斯特凡-波茲曼定律 12
2-2-3克希荷夫熱輻射定律 13
2-3 溫度感測器 16
2-3-1 紅外線感測元件 18
2-3-2 熱電堆 19
2-4紅外線測溫槍 21
2-4-1紅外線在測溫槍上的應用 23
2-4-2體溫量測標準步驟 25
2-4-3 H1N1新型流感 28
2-4-4虹膜基本介紹 29
第三章 紅外線感測實驗設計與架構 30
3-1 系統實驗硬體架構 32
3-1-1新式紅外線測溫槍電路 32
3-1-2熱敏電阻之訊號擷取卡 35
3-2 系統實驗LabVIEW程式設計 37
3-2-1 LabVIEW簡介 37
3-2-2 LabVIEW資料擷取架構 40
3-3 測試環境的設立 42
3-4熱敏電阻溫度校正 43
第四章 室溫補償與虹膜溫度量測與分析 48
4-1室溫補償量測與分析 49
4-1-1高溫至低溫之室溫補償量測與分析 49
4-1-2低溫至高溫之室溫補償量測與分析 54

4-2 虹膜溫度量測與分析 56
4-2-1人體溫度相關性之虹膜溫度量測與分析 56
4-2-1-1 室內靜態實驗步驟及流程 56
4-2-1-2 激烈運動實驗步驟及流程 58
4-2-1-3 和緩運動實驗步驟及流程 60
4-2-2長時間穩定性之虹膜溫度量測與分析 62
第五章 結論 65
5-1 結論 65
5-2 未來展望 66
參考文獻 68

圖目錄
圖2-1 電磁波頻譜 7
圖2-2 黑體輻射腔 9
圖2-3 黑體輻射頻譜 11
圖2-4 物體的輻射狀態 13
圖2-5 不同的發射率的具體放射 14
圖2-6 紅外線感測器分類 18
圖2-7 熱電堆元件圖 20
圖2-8紅外線耳溫計結構圖 23
圖2-9眼球結構組成 29
圖3-1系統架構圖 30
圖3-2熱敏電阻分壓電路 32
圖3-3紅外線測溫槍放大電路 33
圖3-4紅外線測溫槍與外建式熱敏阻電路組合圖 34
圖3-5 DAQ訊號轉換流程 35
圖3-6 DAQ擷取卡NI USB-6009 36
圖3-7實驗系統硬體架構圖 36
圖3-8擷取紅外線測溫槍訊號的LabVIEW人機介面圖 38
圖3-9擷取紅外線測溫槍訊號的LabVIEW程式方塊圖 39
圖3-10資料存檔程式方塊圖 40
圖3-11資料訊號波形程式方塊圖 41
圖3-12 DAQ內部設定圖 41
圖3-13外建熱敏電阻電壓轉溫度轉換方程式 44
圖3-14 內建熱敏電阻電壓轉溫度轉換方程式 45
圖3-15內建熱敏電阻與外建熱敏電阻溫度轉換圖 46
圖3-16經由偏差值修正後的圖 47
圖4-1高溫至低溫之室溫補償溫度分佈圖 49
圖4-2 輻射溫度示意圖 50
圖4-3目標物與四次方溫差分佈圖 51
圖4-4高溫至低溫之目標物與一次方溫差分佈圖 52
圖4-5室溫補償修正方程式圖 53
圖4-6室溫補償修正後溫度圖 53
圖4-7低溫至高溫之室溫補償溫度分佈圖 54
圖4-8低溫至高溫之目標物與一次方溫差分佈圖 55
圖4-9室內靜態測量曲線分佈圖 57
圖4-10激烈運動測量曲線分佈圖 59
圖4-11和緩運動測量曲線分佈圖 61
圖4-12虹膜溫度之長時間穩定性曲線分佈圖 64
表目錄
表2-1 溫度感測器的種類 17
表2-2體溫量標準步驟 26
表3-1內外建熱敏電阻修正溫度偏差表 46
表4-1室內靜態下測量數據 57
表4-2激烈運動下測量數據 59
表4-3和緩運動下測量數據 61
表4-4虹膜溫度之長時間穩定性數據 63
表4-5虹膜溫度之長時間穩定性相關統計 63


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