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能把体温测试功能集合到手机上吗？
测温,手机,体温能把体温测试功能集合到手机上吗？
发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：
能把体温测试功能集合到手机上吗？
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
在今年新型冠状病毒肺炎（2019-nCoV，NCP）一开始的时候，我也天马行空的想过这个问题，如果我要能立马做出一款能够用测量体温的手机，不但能解决当下测温设备短缺的问题，还能为手机新增加一项新功能，方便更多人随时随地通过手机就能测量自己的体温，每年的手机需求量这么大，只要有那么一部分人来买这种手机，岂不是能大赚一笔钱，当时心里美滋滋的，感觉我实现“一亿元”的小目标不远啦！
但往往理想是美好的现实却是残酷的，今天我就带大家全面的了解一下实现“测温手机”的可行性、原理、具体措施及所遇到的难题，希望大家通过我的介绍，能对这种红外线测温手机有个全新的认识。
在技术层面上，实现用手机进行测量体温是完全可以实现的，下面我就来探讨、分析一下，具有测体温功能的手机，应该具备的条件和所涉及的元器件、原理等内容。
▲一台具有红外体温检测功能的设备由：
光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。
▶涉及到的硬件有：
热电堆红外传感器、存储、MCU（微控制单元）、模拟芯片、信号调理、运算放大器、LDO（线性稳压器）以及电源类芯片等元器件。
其中，热电堆红外传感器为核心元件，供应商以国外为主，目前也可以用国内少部分厂家的产品替代。
热电堆红外传感器是利用物体的辐射能量随温度而变化的原理制成的，在常温下，自然界的所有物体都是红外辐射的发射源，只是红外辐射的波长不同。
例如，人体温度37℃，红外辐射波长范围在9~10μm之间；400～700℃物体的红外辐射波长在3~5μm之间。
热电堆红外传感器是一种根据塞贝效应机理，采用硅基微加工工艺，在硅片支撑层上排布热电堆的若干个热电偶，把这些热电偶串联起来，就构成热电堆芯片。
传感器接收红外辐射时，热点堆芯片上各热电偶的电压叠加输出，从而将测试温度转变为电压信号，变成人们可以直观读取的温度值。
图：热电堆示意图（来源：网络）
图：热点堆红外传感器实物图（TO-46封装 来源：网络）：
▲红外线传感器原理图：
当外界红外辐射照射到探测器的吸收区，吸收区吸收红外辐射并将其转换成热能，在热结区和冷结区就会产生一个温度梯度,通过热电偶材料的塞贝克效应就可以将温度梯度转换成电压信号输出。
▲红外线测温示意图
红外线测温就是采用热电堆型红外传感器，将人体辐射的红外线转换为电信号的变化，再转换成温度值，通过显示装置显示出人体温度。
这种测温方式相比传统水银温度计，电子体温计具有更安全，读数直观，时间短，精度高等优点。
弄清楚了“测温手机”所涉及的相关元器件、原理等等，接下来我再分析一下，如果把这些元器件集成到手机中所涉及到的细节问题：
▲实现手机测量体温，总体来说有二种模式：
㈠ 集成模式（手机和温度传感器一体化）
集成模式是指，将微型温度传感器模块集成在手机机身上，再开发一款用于读取、记录、分析传感器信号的应用软件，这样可以实现用一部手机就能进行非接触式红外体温测量的功能。
集成式红外线测温手机样机
这相当于要把一个完整的非接触式红外线手持探测器才能实现的测温功能，经过优化后集成在手机内，难度可想而知！
非接触式红外线手持测温仪 实物图
▶这种集成模式所面临的2个问题：
❶手机空间有限
用“寸土寸金”来形容手机的空间一点都不为过，如何将众多的红外体温传感元件集成在有限的手机空间内，既要保证原有手机的基本功能又要实现手机测温功能，这给手机厂商的设计能力带来了巨大的挑战。
如果采用扩大手机的体积，来容纳温度探测装置，势必会造成手机体重的增加，这和现在手机用户追求的“轻”、“薄”的理念相左。
❷手机续航问题
目前智能手机的电池容量一般在2500-4000mAh，个别手机达到5000mAh，“测体温手机”中集成了众多电子元件，意味着手机耗电量增大，电池续航能力势必下降，这是手机使用者所不希望看到的。
㈡ 外置模式：（手机+温度传感器）▶实现手机测体温的外置模式可分为2类：❶USB数据线方式：将红外线体温探测总成做成一个大小如同一只口红或者一只笔大小的外置装置，然后通过UBS数据线连接到手机上，将外置微型体温传感器采集到的信息传输到手机上，通过对应的软件进行读取、分析等数据处理，实现手机红外线非接触测试体温的功能。采用蓝牙连接模式扩展性非常的强，比如我们把外置感温装置设计到，耳道式体温计、体温贴、感温衣、绑带式体温计等物品上，就可以实现在手机端24小时不间断的读取体温，可以更加直观的分析人体温度，实现发烧预警、24小时监控人体温度、自动生成每个人独特的温度变化曲线等。
图：感温衣
USB数据线和蓝牙方式相对于集成模式：
▶优点是手机并不直接接触人体，而且在不改变手机原有外观、功能的前提下，通过USB数据线或手机蓝牙功能连接外置的红外线温度探测器，就能实现手机非接触测量体温。
▶缺点也显而易见，这种方式需要额外增加一个外置红外线探头装置，不便于用户携带和使用。
总结：
本人通过以上内容介绍了：
一：手机测体温必须具备的硬件条件
一台具有红外体温检测功能的设备由：
●光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成，
●涉及到热电堆红外传感器、存储、MCU（微控制单元）、模拟芯片、信号调理、运算放大器、LDO（线性稳压器）以及电源类芯片等元器件，其中热电堆红外传感器为核心部件。
二：红外线探测器工作原理
热电堆红外传感器是一种根据塞贝效应机理，采用硅基微加工工艺，在硅片支撑层上排布热电堆的若干个热电偶，把这些热电偶串联起来，就构成热电堆芯片，传感器接收红外辐射时，热点堆芯片上各热电偶的电压叠加输出，从而将测试温度转变为电压信号，再变成人们可以直观读取的温度值。
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