測溫原理
任何物體在溫度高於零度（ -273.15℃ ）以上時都在不停地向周圍空間發射紅外能量。其輻射特性、輻射能量的大小、波長分佈等都與物體表面溫度密切相關。反過來,通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫的機理。
人體與其他生物體一樣，自身也在向四周輻射釋放紅外能量，其波長一般爲 9-13μm，是處在 0.76-100μm 的近紅外波段。由於該波長範圍內的光線不被空氣所吸收，也就是說，人體向外輻射的紅外大小與環境影響無關，只是與人體含存與釋放能量大小有關，因此，只要通過對人體自身輻射紅外能量的測量就能準確地測定人體表面溫度。人體紅外溫度傳感器就是根據這一原理，設計而成。
目前紅外溫度傳感器根據能量轉換所用材料不同,可以分爲：熱釋電型、熱釋電型、熱釋電型、熱釋電型、熱釋電型，這些類型都只是在接收紅外能量後，轉換方式和材料能效比不同而已。
目前耳、額溫槍採用的紅外傳感器均爲熱電堆式，基本物理原理是塞貝克效應。紅外熱電堆式溫度傳感器類似於熱電偶，由可透過特定波長範圍的紅外濾光片和紅外接收的熱電堆芯片組成。外加一個腔內環境比對溫度基準（陶瓷熱敏電阻等校準溫度用）。
熱電堆溫度傳感器的工作原理、內部結構及外形封裝結構示意見下圖：
圖1 工作原理示意圖
圖2 內部結構關係示意圖
圖3 成品內、外部結構關係示意圖
（1）紅外濾光片是能夠過濾不同波長的光敏感元件。其結構簡單但工藝複雜，通常採用半導體材料和工藝，結合MEMS技術，形成精確度極高的透光窗口。不同規格的窗口，可以透過設計範圍或特定波長的紅外線，其他波長的則不能通過。由於不同物體釋放的紅外能不同，不同環境下測量方式不同，一般需要設計不同窗口作爲檢測該物體紅外溫度傳感器的特定光敏感元件。
（2）熱電堆芯片是通過熱隔離支撐層、Poly Si參雜、背腔刻蝕(幹法或溼法)或正面釋放(XeF)等關鍵工藝製作而成，用於吸收紅外熱能。當被測物體特定波長紅外輻射給熱電堆吸收體吸收後，瞬間熱電堆焦變體的電荷發生變化，積累後形成電動勢，即電壓值。熱電堆芯片阻值通常在50-100KΩ、響應率通常在50-200V/W；芯片尺寸一般在1×1mm-2×2mm之間，國外一般爲1.05×1.05mm。
（3）熱電堆式溫度傳感器參數指標：
測量範圍：-50℃-100℃；測量精度：0.1℃以內，±0.1%以內；
工作溫度：-20℃-+85℃；最大測量距離：≦0-50mm（加透鏡300-500mm）
輸出電壓：0-10mV；
熱電堆溫度傳感器最大量程範圍可以做到-60℃到+1200℃範圍。
（4）封裝形式與應用範圍。熱電堆式溫度傳感器即可以是模擬量輸出，也可作爲開關量輸出。因此，可廣泛應用於空調、微波爐等智能家電，大型複印機、烘乾機等各種工業智能設備，以及電力控制系統的各種設備溫度監控。還可用在紅外氣體測量、工業環境、安防控制、可穿戴設備、人體感應開關等各種配套使用。
紅外熱電堆傳感器成品圖主要封裝形式有兩種：TO46(TO18)/TO39(TO5)；
圖4 T046（T018）封裝產品實物圖
圖 5 T046（T018）封裝產品實物圖
法規要求
人體正常體溫對於每個人來說都是獨一無二的，從34.7℃-38℃不等，取決於測量溫度的部位和個體差異。世衛組織（WTO）提供的人體正常體溫的標準參考數值是：
a.耳內：35.8℃-38℃；
b.腋窩：34.7℃-37.3℃；
c.口腔：35.5℃-37.5℃；
d.直腸：36.6℃-38℃。
醫用額溫槍、耳溫槍需要符合醫規，國內滿足CFDA醫療資質，用作出口滿足FDA和CE。根據《醫療器械分類目錄》，額溫槍隸屬《6820普通診察器械》類中的體溫測量設備，管理類別爲：第二類醫療器械。CFDA參考標準：文件見附件
GBT 21417.1-2008 醫用紅外體溫計 第1部分：耳腔式
GBT 21416-2008 醫用體溫計
圖6 醫用體溫計溫度顯示範圍及其最大允許誤差
醫用體溫計溫度顯示範圍及其最大允許誤差
國家標準 GB/T 21417.1-2008 的要求，耳溫槍的分辨率應爲 0.1℃或更小，在
35.0℃~42.0℃的溫度顯示範圍內，最大允許誤差±0.2℃。
需求分析
耳溫、額溫槍適合家庭、賓館、圖書館、大型企事業單位，也可以用於醫院、學校、海關、機場等綜合性場所的快速篩查，還可提供給醫務人員在診所使用。
對比市面現有幾款耳溫槍大部分都具有的功能
- 精確測量：測量偏差≤±0.3℃。
- 快速測溫：測量時間＜1秒鐘。
- 測量距離：在5-15CM之內都可以適應，無需固定測量距離。
- 屏幕顯示：屏幕液晶顯示測量溫度。
- 單位轉換：使用攝氏度、華氏度互相轉換。
- 溫度報警：自由設定報警溫度。
- 存儲數據：存儲測量數據，便於分析參考對比。
- 非接觸性：對人體耳腔、額頭測量，不接觸人體皮膚。
- 設置修改：可修改、設置參數，適應白、黑、黃、棕色不同膚色人種等。
- 易於使用：一鍵測量，操作方便。
此外，手持溫槍也有軟肋和注意事項。由於防護鏡片是最易損壞的部分，因此，必須小心保護探頭鏡片；探頭鏡片需要保持乾淨，清洗要用棉籤或軟布沾水或酒精輕輕擦拭；不得浸水或陽光直接暴曬；也不可重摔或碰撞，以免導致其損壞。
另外，市面上也有一些產品存在差異：
- 帶激光功能:準確指向被測位置
- 帶開始按鍵:由按鍵觸發檢測模塊
- 無按鍵，帶距離傳感器，由合適距離觸發檢測功能。
- 便攜、低功耗
設計架構
額溫槍與耳溫槍原理完全一致，都是採用紅外測溫原理，根據人體額頭、耳腔內的溫度與體溫的關係得到人體的實際體溫，二者只是結構和算法略有不同。它是由光學系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。簡單地說就是由紅外熱電堆式溫度傳感器接收到人體表面發出的能量後，將紅外能量轉換成電信號，放大器把傳感器電信號進行放大處理，通過模數轉換（A/D轉換）變爲數字信號或調製解調處理轉換成頻率信號，再通過補償修正、參數校準和算法模型等工作就可轉換爲醫用級的高精度溫度值。加上顯示驅動電路、液晶顯示屏、外殼和電池等組裝一起，就成爲一個完整的溫槍。增加存儲電路和微處理器等就可成爲智能型溫度檢測儀。
耳溫槍和額溫槍在電氣上具有同樣的架構；而在結構、程序算法上存在差異。通用高端紅外測溫系統框圖，如下圖：
圖7 紅外測溫系統框圖
註釋1：距離傳感器，如果沒有記錄傳感器可以採用，按鍵控制模擬開關方案觸發檢測
註釋2：傳感器有多種多樣，也有直接調校完成直接輸出數字信號,eg mlx90614 等等
註釋3：CPU驅動馬達震動，可有可無，根據需求選擇
註釋4：距離傳感器，用來判斷被測物體與PIR傳感器間的距離，只有在最佳物距比的情況下才啓動測量，保證測量數據的準確性，例如TMD26721
註釋5：背光調節、例如市面上常用的紅綠橙三色背光
註釋8：音頻模塊，可有可無，根據需求選擇eg：採用用語音芯片WTN1010/VC505來存儲語音片段，如‘十點’、‘℃’、‘℉’、‘一’、‘二’、、、‘九’、‘嘀嘀嘀嘀嘀’等，通過選段播放並湊起來形成完整語音，驅動喇叭發聲。
設計包含5個獨立按鍵，分別爲電源/測量鍵、SET鍵、UP鍵、DOWN鍵、MODE鍵，其中前4個鍵都有休眠喚醒功能。
未完..