一种红外线温度计测量温度的方法，此红外线温度计使用小阻值的单面绝缘的表面黏着型电阻为加热元件，开始测量标的物温度时，因物理效应导致红外线温度感知器本体冷热接面温度产生瞬间温差时，将附着于红外线温度感知器下方的该加热元件开始进行周期性加热，直到红外线温度感知器本体温度达到平衡后，停止加热，待红外线温度感知器内建温敏电阻反应时间到达，即予显示最终红外线温度感知器热接面温度，此温度即为测量标的物的温度。由于使用具有小阻值的表面黏着型电阻，且紧贴在红外线温度感知器的底部，可在极短的时间内加热后使感知器与待测物彼此温度达到平衡，避免测量过程中出现由不稳定的感知器本体环境温度所导致显示待测温度偏差情形。
1.一种红外线温度计测量温度的方法，该红外线温度计包含：一测量头、一安置在该测量头内的红外线温度感知器，红外线温度感知器具有一外壳、一安置在该红外线温度感知器外壳上的加热元件、一用于处理来自该红外线温度感知器的输出信号的微电脑控制单元及一用于显示温度的显示装置，其中于该红外线温度感知器内建一温敏电阻，用于测量该红外线温度感知器的本体温度，该红外线温度计测量温度的方法，包含以下步骤：(a)在该红外线温度计开机后，按压一启动装置开始测量温度，测量开始计时；
(b)该微电脑控制单元以一特定时间周期，读取该红外线温度感知器的一电压输出，而根据该电压输出数值决定该加热元件的一电流导通时间；
(d)当该电流导通时间倒数计时至零后，切断该加热元件上的电流，使加热元件能将热传导至该红外线温度感知器；
(e)判断开始测量计时是否已达单次最长允许测量时间；及
(f)该微电脑控制单元将传送该红外线温度感知器检测所得的温度值至该显示装置。
2.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，还包含在步骤(e)后，暂停所有动作达一预设时间，以使该红外线温度感知器内建的该温敏电阻有足够时间反应其所检测的温度。
3.根据权利要求2所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，该暂停所有动作的预设时间为0.5至1秒。
4.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，该加热元件为单面绝缘的表面黏着型电阻。
5.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，该加热元件的电阻阻值为100Ω以下。
6.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，该加热元件为长方体或正方体。
7.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(a)在该红外线温度计开机后，判断使用者是否按压该启动装置开始测量，若已按压该启动装置，则接着进行步骤(b)。
8.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(a)在该红外线温度计开机后，判断使用者是否按压该启动装置开始测量，若未按压该启动装置，则再判断是否超过一特定时间未按压该启动装置，若已超过该特定时间未按压该启动装置则自动关机。
9.根据权利要求8所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(a)在该红外线温度计开机后，若未按压该启动装置未超过该特定时间，则重复进行使用者是否按压该启动装置的检测。
10.根据权利要求8所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(a)在该红外线温度计开机后，已超过该特定时间未按压该启动装置则自动关机的该特定时间为1分钟。
11.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(b)的该微电脑控制单元以一特定时间周期，读取该红外线温度感知器的该电压输出，若该电压输出小于或等于零伏特，则不进行加热动作，而进行步骤(e)的判断。
12.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(b)的该微电脑控制单元以一特定时间周期，读取该红外线温度感知器的该电压输出，若该电压输出大于零伏特，则根据该电压输出不同值决定该加热元件的预设电流不同导通及切断时间。
13.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(b)根据红外线温度感知器内部的一热电偶的冷热接面温差与输出电压变化的对照表、红外线温度感知器输出电压变化与需加热冷接面时间以达到冷热接面热平衡的对照表，或制成红外线温度感知器瞬间上升温度值与须通电红外线温度感知器下方加热电阻的周期导通与断电时间的对照表。
14.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(c)依该电流导通时间导通电流于该加热元件为小于50毫秒。
15.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(d)当该电流导通时间倒数计时未至零时，则继续导通该加热元件上的电流，直到该电流导通时间倒数计时至零后，切断该加热元件上的电流。
16.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(b)该微电脑控制单元以50毫秒时间周期，读取该红外线温度感知器的电压输出。
17.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(e)若未到达单次允许最长测量时间，则进行步骤(b)。
18.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(e)若已达单次允许最长测量时间，则暂停所有动作达一预设时间，以使该红外线温度感知器内建的该温敏电阻有足够时间反应。
19.根据权利要求18所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，该暂停所有动作的预设时间为0.5至1秒。
20.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(e)的单次允许最长测量时间至少为1秒。
21.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，还包含在步骤(e)后，由该微电脑控制单元取得该红外线温度感知器内建的该温敏电阻温度值。
22.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，还包含在步骤(e)后，由该微电脑控制单元取得该红外线温度感知器的输出电压值。
23.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，还包含在步骤(e)后，由该微电脑控制单元以该红外线温度感知器内建的该温敏电阻温度值与该红外线温度感知器的输出电压值得出该红外线温度感知器的热接面温度值。
24.根据权利要求1所述的红外线温度计测量温度的方法，其特征在于，步骤(f)传送的温度值为该红外线温度感知器的最终热接面温度值。
红外线温度计测量温度的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种红外线温度计，特别涉及一种红外线温度计测量温度的方法。
背景技术
[0002] 红外线温度计，例如耳温枪已被广泛地使用于测量人体的温度，因为其使用方便及迅速，因此已逐渐淘汰传统的水银式体温计。在操作方式上，红外线耳温计是以一测量头置入人耳，藉以测量内耳膜所产生的热对流及辐射，并通过红外线温度感知器接收此内耳膜热信号后所转换的与温度值成等比例的电压值，通过电子放大电路及模拟对数字信号转换后，经由微电脑控制单元换算，最终将该内耳膜热对流辐射转换为相对的体温数值。
[0003] 由于红外线温度计的原理是通过取得红外线温度感知器(sensor)冷热接面(Cold and Hot junction)温差不同所产生的等比例不同电压差值后，再对应当下环境温度(或是感知器冷接面温度)，即可于预建的数值对照表相对应找出标的物或待测量物(即感知器热接面温度)的温度值。
[0004] 鉴于红外线温度感知器的电压输出变化与待测标的物及红外线温度感知器本体间温差成一定的比例关系，若能维持红外线温度感知器本体温度恒定而不受外界环境温度变化，甚至不受待测标的物温度的影响，则此时红外线温度感知器的电压输出，才能视为最可靠的待测标的物的温度的信号来源。
[0005] 由于，此红外线温度计的准确度计算基础须来自稳定的环境温度，即恒定的感知器冷接面温度，或者是来自稳定的红外线温度计测量头本身结构的温度，而红外线温度感知器就置放在此测量头结构内。因此，如能将红外线温度计于测量温度时保持感知器本身温度稳定就能确保红外线温度计的测量准确度。
[0006] 以往设计拥有自身稳定温度的红外线温度计测量头，须使用散热金属承座及热隔离金属罩包覆红外线温度感知器，以使测温时此测量头内的红外线温度感知器本身的温度不易受外界(例如耳道)温度影响，然而此散热或恒温装置不但设计制造繁琐耗工，且恒温效果仍有其一定的限度，因此不能达到非常精准的测量结果。
[0007] 另一避免红外线温度计测量头受到外界温度影响的方法，是通过加热电阻器及一控制装置，将红外线温度感知器预先加热至一与体温大约相同的固定温度例如37℃，也即在温度测量的过程中，测量头与耳道之间的热流变化可大为减少，几乎呈热平衡。如此，可避免插入耳道内的测量头由于耳内外可能的温差所导致的温度感知器本身迅速升温，进而造成测量不准。然而，此方式下，红外线温度计开机后，需一段预热测量头时间且需随时保持在与体温大约相同的温度，所以无法避免较长的加热时间及对应的大量能源耗损。
发明内容
[0008] 本发明的一目的，在于提供一种红外线温度计测量温度的方法，此红外线温度计使用小阻值，例如100Ω以下的单面绝缘的表面黏着型(SMD)电阻为加热元件，当红外线温度计的红外线温度感知器的本身温度产生瞬间温差时，该加热元件即开始周期性加热并通过感知器内建的温敏电阻取得该温度感知器本身的温度值，直到感知器本身温度与待测物温度达到温度平衡后，即停止加热，并显示此时的感知器本身温度即待测物测量温度。由于使用具有小阻值的表面黏着型电阻，且将其安置于红外线温度感知器外壳的底部，通电流于此加热小阻值电阻后，可以在极短的时间内使红外线温度感知器本身与待测物间温度达到平衡，可避免测量过程中因待测物或周边热噪声导致的感知器本身出现不稳定的温度变化的情形。此外，该安置在红外线温度感知器底部的加热元件为单面绝缘，无需另外作绝缘设计即可避免短路，且安置在红外线温度感知器外壳底部的外部，安装或更换皆很容易，可提升制造效率。依红外线温度计的结构设计，加热元件可选用长方体或正方体等外型电阻或类似零件。
[0009] 配合上述具有小阻值的表面黏着型电阻的使用，通过一个特别的加热演算方法，将此红外线温度感知器于开始测量标的物温度后第一瞬间取得感测输出电压不同变化值后，即予通电红外线温度感知器下方电阻对应的不同预设加热时间，进行加热，此加热电阻产生的热将迅速传导至红外线温度感知器的外壳，最终当红外线温度感知器冷接面温度达到近似于热接面温度后，即停止上述周期性加热，并通过红外线温度感知器内建的温敏电阻值得知并显示此时冷接面温度值，此即为测量标的物温度值。
[0010] 如此，无须使用散热金属承座包覆红外线温度感知器，也无须在测量前预热测量头，即可在测温时使此测量头本身的温度不易受外界(例如耳道)温度影响，而达到非常精准的测量结果。
[0011] 为了达到上述的目的，本发明提供一种红外线温度计测量温度的方法，该红外线温度计包含：测量头、安置在该测量头内的红外线温度感知器、安置在该红外线温度感知器底部的一至少两个加热元件、用于处理来自该红外线温度感知器的信号的微电脑控制单元及用于显示温度的显示装置，其中于该红外线温度感知器本身内建的一个温敏电阻(Thermistor)，为用于测量该红外线温度感知器的本体温度。
[0012] 本发明的红外线温度计测量温度的方法，包含以下步骤：(a)使用者在该红外线温度计开机后，按压一启动按键装置开始测量温度，测量开始计时；(b)该微电脑控制单元以一特定时间周期，读取该红外线温度感知器的电压输出，而根据该电压输出决定红外线温度感知器外壳下方紧贴附的加热元件的电流导通及切断时间周期；(c)依该电流导通时间导通电流于该加热元件；(d)当该电流导通时间倒数计时至零后，切断该加热元件上的电流，藉以让加热元件能将热传导至红外线温度感知器本体；及(e)判断开始测量计时是否已达单次最长允许测量时间；及(f)该微电脑控制单元将传送温度值至一显示装置。
[0013] 步骤(a)在该红外线温度计开机后，检测判断使用者是否按压该启动装置开始测量温度，若已按压该启动装置，则接着进行步骤(b)。
[0014] 步骤(a)在该红外线温度计开机后，检测判断使用者是否按压该启动装置开始测量温度，若未按压该启动装置，则再检测判断是否超过1分钟未按压该启动装置，若已超过1分钟未按压该启动装置则自动关机。
[0015] 上述开机后未按压启动装置若未超过1分钟，则重复进行使用者是否按压该启动装置的检测。对于电池操作的温度计，设定开机若超过一段时间例如1分钟，未按压该启动装置则自动关机，如此可以节省电力。
[0016] 步骤(b)的该微电脑控制单元以一特定时间周期，读取该红外线温度感知器的电压输出，若该电压输出小于或等于零伏特，则不进行加热动作，而进行步骤(e)的判断。
[0017] 步骤(b)的该微电脑控制单元以一特定时间周期，读取该红外线温度感知器的该电压输出，若该电压输出大于零伏特，则根据该电压输出不同值决定该加热元件的预设电流不同导通及切断时间。
[0018] 本发明是通过实验得出红外线温度感知器内部热电偶的冷热接面温差与输出电压变化的对照表、红外线温度感知器输出电压变化与需加热冷接面时间以达到冷热接面热平衡的对照表，或制成红外线温度感知器瞬间上升温度值与须通电红外线温度感知器下方加热电阻的周期导通与断电时间的对照表，并通过微电脑控制器依照该对照表，控制感知器外壳下方紧贴的加热元件的加热时间。因此，须要设定该微电脑控制单元以一特定时间周期，例如每50毫秒读取该红外线温度感知器的该电压输出，若红外线温度感知器没有电压输出代表红外线温度感知器及测量头与待测物温度之间已处热平衡状态，则测量头并不被加热，一旦红外线温度感知器有电压输出，则代表红外线温度感知器冷热接面之间瞬间呈现有温差情况，则红外线温度感知器底部立即被加热元件加热，此通过导通感知器外壳底部加热元件的脉冲时间不同所产生的热量以平衡冷热接面温差，直至冷热接面温度相等，而红外线温度感知器底部加热元件的电流导通脉冲时间与红外线温度感知器冷热接面因测温所导致的瞬间上升温差值存在有一定比例关系，此比例关系为经由实验得出的数值对照表，即ΔV(此为红外线温度感知器冷热接面不同温差产生的电压))与ΔT(此为每次须加热红外线温度感知器外壳下方的不同时间，例如50mS以内)之间的关系，当加热时间ΔT到达后即停止加热，并暂停短暂时间以使加热元件与冷接面温度达到热平衡，之后持续再取得红外线温度感知器的电压输出，此持续取得的电压输出理论上会越来越小，而持续加热红外线温度感知器外壳底部的时间也将越来越短，直至红外线温度感知器的输出电压接近零，此时代表红外线温度感知器内部热电偶的冷热接面间已达热平衡，而此时红外线温度感知器本身的温度或冷热接面温度即为待测物的温度。
[0019] 步骤(c)依该电流导通时间导通电流于该加热元件，该电流导通时间小于50毫秒。
[0020] 步骤(d)当该电流导通时间倒数计时未至零时，则继续导通该加热元件上的电流，直到该电流导通时间倒数计时至零后，切断该加热元件上的电流。
[0021] 步骤(e)若未到达单次允许最长测量时间，则进行步骤(b)。
[0022] 步骤(e)的单次允许最长测量时间至少为1秒，测量时间是指开始测量计时时间。
[0023] 步骤(e)若已达单次允许最长测量时间，则暂停所有动作达一预设时间，以使该红外线温度感知器内建的该温敏电阻有足够时间反应。该暂停所有动作达的预设时间为0.5至1秒。
[0024] 本发明的方法还包含在步骤(e)后，由该微电脑控制单元取得该红外线温度感知器内建的该温敏电阻温度值、由该微电脑控制单元取得该红外线温度感知器的输出电压值，以及由于红外线温度感知器输出电压与待测物温度四次方值减去温度感知器本身温度四次方的数值呈正比关系，因此由微电脑控制单元以取得红外线温度感知器内建的温敏电阻当时温度值与取得该红外线温度感知器的输出电压值可查表得出待测物温度值并显示之。
[0025] 本发明的方法的步骤(f)传送的温度值为该红外线温度感知器的温度值。本发明的功效在于，无须使用散热金属承座包覆红外线温度感知器，也无须在测量前预热测量头，即可在测温时使此测量头本身的温度不易受外界(例如耳道)温度影响，而达到非常精准的测量结果。
[0026] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
[0027] 图1依据本发明的一较佳实施例的红外线温度计的测量头的剖视图；
[0028] 图2显示本发明的红外线温度计的电路方框图；
[0029] 图3显示本发明的红外线温度计测量温度的方法的流程图。
[0030] 其中，附图标记
[0031] 1红外线温度计 11红外线温度感知器
[0032] 12加热元件 13温敏电阻
[0033] 20红外线温度感知单元 22微电脑控制单元
[0034] 24记忆体 26LCD显示器
[0035] 28蜂鸣器 30待测物
[0036] 100～132步骤
具体实施方式
[0037] 有关本发明的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
[0038] 请参照图1及图2。图1依据本发明的一较佳实施例的红外线温度计的测量头的剖视图。图2显示本发明的红外线温度计的电路方框图。用于测量待测物30温度的本发明的红外线温度计包含：如图1所示的测量头1、安置在该测量头1内的红外线温度感知器11、安置在该红外线温度感知器11外壳底部的加热元件12、用于处理来自该红外线温度感知器11的信号的微电脑控制单元(示于图2)及用于显示温度的显示装置(示于图2)，其中于该红外线温度感知器11内部安置一温敏电阻13，用于测量该红外线温度感知器11的本体温度。
[0039] 接着，请再参照图2。如图2所示，温度计的主要元件包含红外线温度感知单元20、微电脑控制单元(MCU)22、记忆体24、LCD显示器26及蜂鸣器28、电源开关、启动装置及加热元件。
[0040] 微电脑控制单元22是用于控制温度计的测量步骤，安装在测量头内的红外线感知单元20包含红外线温度感知器及温敏电阻，其是用于感知待测物30的红外线辐射、记忆体24例如是电子抹除式可程序化只读存储器(EEPROM)是用于储存微电脑控制单元22读取过的待测物30温度或产生校正数据、LCD显示器26是用于显示测量温度、蜂鸣器28则可发出一系列的哔声，例如开机时会有哔一声短音、当温度测量完成时会有哔一声长音，及超过发烧温度值时会有哔哔哔急促音。
[0041] 微电脑控制单元22是通过一电子开关控制安置在该红外线感知单元20底部的加热元件12加热动作的电流导通启动与关闭，以及检测按键是否被按压以控制温度计的开关与启动测量温度。
[0042] 通过施加一恒定电流至红外线温度感知单元20的内建温敏电阻，可得到其电压输出，此电压代表冷接面温度，即红外线温度感知单元本身温度当冷热接面温差不同，产生不同电压差值IRV0后，再对应ThV0环境温度(即等于红外线温度感知器冷接面温度或感知器本身温度)数值内建表，即可相对应得出待测物(即感知器热接面温度)30的温度值。
[0043] 接着，请参照图3。图3显示本发明的红外线温度计测量温度的方法的流程图。如图所示，该方法包含以下步骤：步骤100、102及108，使用者在该红外线温度计开机后，按压一启动装置开始测量，测量开始计时；步骤110、112及114，该微电脑控制单元以一特定时间周期，例如每50毫秒，读取该红外线温度感知器的一电压输出Vx，而根据该电压输出，于电压输出与温敏电阻温度的对照表内取得对应温度Tx值，而决定该加热元件的一电流导通时间Hx(毫秒)，及依该电流导通时间导通电流于该加热元件，该电流导通时间小于50毫秒；步骤116及118，当该电流导通时间倒数计时至零后，切断该加热元件上的电流，藉以加热元件能将热传导至该红外线温度感知器；步骤120，判断开始测量计时是否已达单次最长允许测量时间；及步骤132，该微电脑控制单元传送一温度值(红外线温度感知器的热接面温度值)至一显示装置，该显示温度即为待测物的温度。
[0044] 此外，当使用者在该红外线温度计开机(步骤100)后，接着进行步骤102，判断使用者是否按压启动开关开始测量，若已按压该启动装置，则接着进行步骤108，测量开始计时；若未按压该启动装置，则接着进行步骤104，判断开机是否超过1分钟，若已超过1分钟则进行步骤106自动关机；进行步骤104的判断开机是否超过1分钟，若距离开机未超过1分钟，则重复进行步骤102的检测。对于电池操作的温度计，设定超过一段时间例如1分钟，未按压该启动装置则自动关机，可以节省电力。
[0045] 该微电脑控制单元以一特定时间周期，读取该红外线温度感知器的该电压输出时，进行步骤110的判断，若该电压输出大于零伏特，则进行步骤112及114，根据该电压输出不同值决定该加热元件的预设电流不同导通及切断时间。
[0046] 本发明是通过实验得出红外线温度感知器内部热电偶的冷热接面温差与输出电压变化的对照表、红外线温度感知器输出电压变化与需加热冷接面时间的对照表，或制成红外线温度感知器瞬间上升温度值与须通电红外线温度感知器下方加热电阻的周期导通与断电时间的对照表，并通过微电脑控制器依照该对照表，控制感知器外壳下方紧贴的加热元件的加热时间。
[0047] 因此，须要设定该微电脑控制单元以一特定时间周期，例如每50毫秒读取该红外线温度感知器的该电压输出，若红外线温度感知器没有电压输出(代表红外线温度感知器及测量头仍处热平衡状态)，则测量头并不被加热，一旦红外线温度感知器有电压输出，则代表红外线温度感知器冷热接面之间瞬间呈现有温差情况，则红外线温度感知器底部立即被加热元件加热，此通过导通感知器外壳底部加热元件的电流脉冲时间不同产生的不同热量以平衡冷热接面温差，而加热元件脉冲时间与红外线温度感知器冷热接面瞬间温差值存在有一定比例关系，此比例关系为经由实验得出的数值对照表，即ΔV(此为红外线温度感知器冷热接面不同温差产生的电压))与ΔT(此为每次须加热的不同时间，例如50mS以内)之间的关系，当加热时间ΔT到达后即停止加热，并持续再取得红外线温度感知器的电压输出，此持续电压输出理论上会越来越小，而持续加热红外线温度感知器外壳底部的时间也将越来越短，直至红外线温度感知器的输出电压接近零，此时代表红外线温度感知器本身已达热平衡，而此时红外线温度感知器本身的温度或冷热接面温度即为待测物的温度。
[0048] 接着，进行步骤116，判断该电流导通时间倒数计时是否至零，当该电流导通时间倒数计时至零后，则进行步骤118，切断该加热元件上的电流。但是当该电流导通时间倒数计时未至零时，则继续导通该加热元件上的电流，并再进行步骤116的判断，直到该电流导通时间倒数计时至零后，切断该加热元件上的电流。
[0049] 接着，进行步骤120的判断，若未到达单次允许最长测量时间，则进行步骤(110)。
[0050] 步骤120的单次允许最长测量时间至少为1秒，测量时间是指开始测量计时时间。
[0051] 步骤120若已达单次允许最长测量时间，则进行步骤122，暂停所有动作到达一预设时间，以使该红外线温度感知器内建的该温敏电阻有足够时间反应。该暂停所有动作到达的预设时间为05至1秒。
[0052] 本发明的方法还包含在步骤120后，由该微电脑控制单元取得该红外线温度感知器内建的该温敏电阻温度值(步骤124)、由该微电脑控制单元取得该红外线温度感知器的输出电压值(步骤126)、由微电脑控制单元以取得红外线温度感知器内建的温敏电阻温度值与该红外线温度感知器的输出电压值查表得出待测物温度值(步骤128)，以此带待测物温度值或感知器热接面温度值予以显示待测温度值(步骤130)。
[0053] 当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
