В тази статия ще говорим за медицински инфрачервени термометри, т.е.е. За устройствата, предназначени за измерване на телесната температура, както и за това какво зависи от точността на пирометри.
В интернет може да се намери много информация по този въпрос. В повечето случаи всичко е написано от хора, които са далеч от инфрачервената термометрия и инфрачервените термометри за контрол на телесната температура. Поради това предоставената информация е непълна, несистематизирана и най-често далеч от истината.
Ето защо, като разработчици и производители на медицински термометри и по-специално на инфрачервени термометри, решихме да обясним на възможно най-ясен език как е конструиран един инфрачервен термометър, по какво се различава от промишления пирометър, какво влияе на точността на измерване и как да се подобри тази точност.
Като начало малко теория..
Всяко тяло излъчва топлинна енергия E, пропорционална на температурата на повърхността му по четвърта степен и на коефициента на излъчване k.
Като се научим да измерваме и преобразуваме тази топлинна енергия обратно в температура, е възможно да измерваме температурата на повърхността от разстояние (дистанционно).
Ориз.1.Как се измерва температурата на повърхността с пирометър
Всеки пирометър съдържа оптична система, която позволява да се събират данни (топлинна енергия) от точка с определена площ S на разстояние L. Съотношението L/D, където D е диаметърът на петното, се нарича оптична разделителна способност на пирометъра. Колкото по-голям е параметърът, толкова по-голямо е разстоянието, на което можете да измервате телесната си температура, и толкова по-скъпо е устройството.
С помощта на оптичната система на устройството енергията на лъчението пада върху сензора на инфрачервения термометър (Ref.2).
Фиг.2.Проектиране на сензор за инфрачервен термометър
В съвременните пирометри сензорът представлява миниатюрна термодвойка, в чийто възел се привлича топлинното излъчване на проверявания обект. В близост до студеното съединение на термодвойката се намира температурен датчик, най-често термистор.
Електронната схема на устройството измерва температурата на студения преход на термодвойката и добавя към нея втората част, пропорционална на напрежението на термодвойката. Отдавна е възможно да се произвеждат инфрачервени сензори изцяло в интегриран формат. има сензори с цифров изход.
Ако всички тела излъчваха една и съща радиация при една и съща температура, грешката на пирометъра щеше да се определя само от точността на настройката му .
Всички тела обаче излъчват по различен начин. За да се измери достатъчно точно температурата на повърхността на дадено тяло, е необходимо да се знае коефициентът му на изследване k.
Обикновено пирометърът се настройва в завод или метрологична лаборатория с помощта на „абсолютно черно тяло“ (A.B.B.), t.е. на повърхността, с коефициент на излъчване, близък до 1. След това в паметта се записва реалната осреднена емисионна стойност. Най-често 0,95. Съществуват обаче и малко по-скъпи модели пирометри, при които потребителят може да задава коефициента. Но коя?. И излъчването зависи в голяма степен както от материала на повърхността, така и от качеството на изработката, мръсотията, ръждата, влагата и т.н.д. В раздела. На фигура 1 са показани коефициентите на излъчване на редица материали.
| материал | К |
| борда | 0,96 |
| хартия | 0,93 |
| базалт | 0,72 |
| ръждиво желязо | 0,70 |
Таблица. 1 Коефициент на излъчване към множество материали
Неправилно подредената емисионна способност може да доведе до грешка от десетки градуси.
Какви фактори влияят върху точността на измерване на промишлен пирометър?
Нека изброим няколко основни фактора:
- Точност на подравняване на пирометъра върху AHT при k = 1,
- точност на определяне на коефициента k на излъчване,
- чистота на измервателната повърхност, влага, прах и др.д.,
- времеви фактор, влияещ върху стареенето на оптичната система и ел. компоненти,
- Наличие на „светлина“ от външни лица
Разликата между промишлен пирометър и инфрачервен термометър за измерване на телесната температура?
И така, направихме кратък преглед на това как работи индустриалният пирометър и кои фактори влияят върху точността на измерването. Нека сега поговорим за инфрачервен термометър за измерване на телесната температура.
Защо изобщо се нуждаете от инфрачервен термометър за измерване на температурата, когато има контактни електронни термометри, които, ако са направени правилно, осигуряват необходимата точност? Основното предимство на инфрачервения термометър е скоростта на измерване – около 1 секунда. Таблица. 2 показва сравнение на двата метода на измерване.
Параметър IR термометър Контактен термометър Удобство + – Измерване на времето + (приблизително 1 сек.).) – (повече от 30 секунди).) Точност на измерването – + Измерване на температурни разлики и разпределение на температурата + – Таблица. 2 Сравнение на инфрачервен термометър и контактен термометър
IR термометърът е удобен, защото измерва бързо и от разстояние. Просто доближете устройството до челото си на няколко сантиметра, натиснете бутона и това е всичко. Температурата се измерва. Но с каква точност?? И това е най-болезнената точка на тези устройства и ще говорим за нея по-долу. Но инфрачервените термометри нямат равни на себе си в медицината при измерване на температурни разлики. напр. следи разпределението на температурата по тялото, за да открие критични точки, в които има нередности. или измерване на разликата в телесната температура на хора, които се намират дълго време в една и съща среда. За тази цел инфрачервеният термометър е отличен и никой не може да го замени.
Ето един пример. Самолетът е кацнал. Служител на Роспотребнадзор, въоръжен с инфрачервен термометър, се качва на борда и измерва температурата на всеки пътник последователно. Без значение каква абсолютна стойност на температурата получава. Разликата в измерената температура между. Те са били в равновесие дълго време и повишената температура на няколко пътници спрямо средната измерена стойност може да се тълкува като заболяване. След изолирането на тези пътници от основната маса температурата им ще бъде измерена точно с контактен електронен термометър. Да приемем, че температурата на пътника е 34,7…36,1°С, а температурата на двамата пътници е 36,6°С. Това означава, че двамата пътници са с повишена температура. Допълнително измерване с прецизен контактен термометър може да потвърди, че температурата им действително е 37°С до 38°С. За съжаление, това не е известно.
Таблицата по-долу показва. 3 показахме накратко разликата между промишлен пирометър и инфрачервен телесен термометър.
Индустриален пирометър IR термометър за тяло -50 °C до +650 °C, 1% IV + 1 °C обхват на измерване и точност 32,0 до 42,9°C, ±0,2°C С обектив или без обектив оптична система „черупка.“ всеки разстоянието до измервания обект 0…3 cm директно измерване метод на измерване Изчисляване на телесната температура по температурата на челото и температурата на околната среда Таблица. 3 основни разлики между индустриалния пирометър и инфрачервения термометър за тяло
IR термометърът има много тесен обхват на измерване и малко разстояние до измервателната повърхност. Повечето инфрачервени термометри имат точност на измерване +/-0,2 … 0,3°C в своите листове с технически данни. Нека си признаем, че на тази стойност не трябва да се вярва. С голяма разлика това може да бъде точността на измерване на температурата на абсолютно черно тяло, извършено в лабораторни условия при определени параметри на околната среда. Това не е дори точността на контрола на температурата на кожата и със сигурност не е точността на измерването на телесната температура.
За съжаление, в нашата страна продава инфрачервени термометри с регистрационен сертификат на Roszdravnadzor, който в паспорта показва точността на телесната температура + /-0, 1 ° C! Оказва се, че руската компания-дистрибутор купува в Китай устройства с точност + / 0,3 ° C, изготвя документация на Български език, в която се посочва точността + / 0,1 ° C и продава тези устройства. Защо? Да, защото в нашата страна инфрачервените термометри се отнасят към медицинските термометри, а държавният стандарт изисква те да имат точност + /-0, 1 ° C. Оказва се, че устройствата са адаптирани към нормата.
И така, може би ще попитате каква е реалната грешка на инфрачервените термометри?? Огромен, ако нямате много изисквания към процеса на измерване. И все пак повечето хора не ги изпълняват или не могат да ги изпълняват физически. Затова, преди да купите инфрачервен термометър за дома си, помислете добре. Трябва да знаете как да го използвате.
Как да изберем безконтактен термометър
Решихме да изберем най-добрите термометри за близост, а сега ще ви кажем как да изберете. Попитахме Александър Доленко, началник на спешното отделение и общопрактикуващ лекар в Европейския медицински център.
За точността
Точността на тези неща е по-лоша от тази на стъклените термометри с живачен заместител вътре. Но при правилна употреба и периодично калибриране точността е +/- 0,2 градуса по Целзий.
Струва ли си да се купува у дома
За домашна употреба не го препоръчвам, тъй като добрите безконтактни термометри трябва да се тестват и калибрират редовно. По принцип този процес е възможен в домашни условия, като се следва ръководство, но понякога е труден. Ето защо за домашна употреба е по-добре да се използва стъклен контактен термометър с течен елемент, който сега замества живака, или контактен електронен термометър, които са по-безопасни, особено за деца.
Проверете за повече информация
Как работи инфрачервеният телесен термометър?
Инфрачервеният термометър за измерване на телесната температура в някои отношения е по-сложен уред от промишления пирометър. Устройството има два режима на работа: повърхностен (srface) и телесен (body). В повърхностен режим устройството работи като обикновен пирометър, измервайки температурата на повърхността и може да се използва за различни битови нужди. В режим „тяло“, от който точно се интересуваме, устройството изчислява стойността на телесната температура въз основа на температурата на повърхността на челото, температурата на околната среда, като използва въведените в него осреднени изчислителни коефициенти. Тези фактори отчитат топлопроводимостта и дебелината на различните части на главата (кожа, кости и др.).д.). Ясно е, че тези параметри са различни за различните хора, особено за различните раси и възрастови групи, и това оказва силно влияние върху точността на измерванията. Фигура 3 показва телесната температура като функция на тези параметри.
Фигура 3. Телесната температура като функция на редица параметри
Така към грешката при измерване на температурата на повърхността в телесен режим се прибавя грешката, свързана с разликата между хората с различни физически параметри, и несигурността, свързана с факта, че температурата на устройството може да не е равна на температурата на средата, в която е тествано лицето. Последното е много важно. Устройството и лицето трябва да са с еднаква температура за продължителен период от време преди измерването. Сега трябва да разберете защо температурата на хората, които влизат в сградата, е толкова различна. В края на краищата те са били в различни условия преди влизането в сградата. Някой е дошъл, някой е пристигнал с кола и т.н.д.
Ето основните принципи за повече или по-малко точно измерване на телесната температура с инфрачервен термометър.
Основни правила, които трябва да се спазват при измерване на температурата с медицински пирометър:
– температурата на пирометъра трябва да е приблизително. среда (задържана в продължение на поне 30 мин.Преди да извършите измерването, трябва да премахнете грима и косата от челото си; – разстояние от челото: 1 до 3 cm; – необходими са няколко измервания, за да се избегнат неволни показания.
Може ли инфрачервеният термометър да има точност от +/-0,1 °C за измерване на телесната температура?? Разбира се, че не. Ако човек разбира много добре как работи инфрачервеният термометър и как да го използва, той може да го използва, за да провери бързо телесната си температура. Но всеки не трябва да използва това устройство. Това може да бъде трагично. Представете си това. Малко дете има треска, родителите му се събличат, вентилират и от време на време проверяват температурата с инфрачервен термометър. Какво ще измерват? Всичко. Най-големият риск е, ако те измерят 37,0 вместо 40,0, да се успокоите и да завършите процедурата.
IR термометър за измерване на телесната температура, който не всеки може да използва. Единственото нещо, в което е много добър, е да различава хората с треска от другите, които са били в същата среда дълго време.
Списък с Топ 10 от KP
Избор на редактора
Sensitec NF-3101 (от 15 хил. Леви)
Sensitec NF-3101. Снимка: Sensitec
Усъвършенстван инфрачервен термометър, който измерва температурата без пряк физически контакт. Много бърза работа – само половин секунда за едно измерване. Подходящ за масова термометрия на многолюдни места като клиники или училища. Той може да измерва температурата на течности и предмети. Интересна особеност е, че човешкото измерване е ограничено до тапа от 32 до 42,5 градуса по Целзий. Въпреки че за контрол на четенето на нещата, диапазон от 0 до 60. Може да се показва във Фаренхайт.Захранва се с две батерии АА. Съдейки по тестовете на производителя, това трае около 10 хиляди измервания. Изключва се автоматично, ако не се използва за повече от седем секунди. Оборудван с памет за последните 32 измервания. Понякога е удобно, ако например измервате температурата на училищен клас или на пациенти в болница в строго определен ред, а след това прехвърляте показанията в списанието. Алармата за висока температура може да се включи.
Основни характеристики
Вид на термометъра инфрачервен Метод на измерване Темпорален, фронтален, безконтактен Измерване на времето 0.5 с Характеристики звуков сигнал, подсветка на дисплея Бърза работа
Много силен звук, но може да бъде изключен
Покажи повече
B.Кладенец WF-1000 (от 1500 Леви)
B.Кладенец WF-1000. Снимка: B.Добре
Този безконтактен термометър е предназначен за измерване на температурата на бебета. Разработен от швейцарска компания, специализирана в производството на такива устройства. Марката е толкова горда с качеството си, че ви дава 10 години гаранция. За да измерите температурата на човек, трябва да задържите устройството до ухото или слепоочието. Самият сензор в края на термометъра е изолиран за водоустойчивост. Тъй като устройството е предназначено не само за термометрия на бебета, но и например за измерване на температурата на водата и повърхността. Може да се третира и с дезинфектант. Когато го включите, на екрана се показват предишни показания. Самият процес на измерване отнема рекордните две секунди.
Основни характеристики
Вид на термометъра инфрачервен Метод на измерване ухо, слепоочие, фронтално Измерване на времето 2 с Характеристики звуков сигнал, памет на измерванията, автоматично изключване Компактен и точен
Трябва да следвате указанията, в противен случай ще има отклонения в показанията
Покажи повече
CEM DT-8806H (от 3000 Леви)
CEM DT-8806H. Снимка: CEM
Тежи малко над 200 грама – необичайно в сравнение с другите устройства в нашия топ списък с безконтактни термометри. Все пак не мога да го нарека тежък. Но усещането за качество на изработката, здравата пластмаса и хигиеничният дизайн са ненадминати. Специализиран във всички видове измервателни уреди. Моля, имайте предвид, че когато купувате термометър, си струва да изберете. Фактът, че моделът има няколко модификации, а в името не се променят много знаци. Така че други модификации могат да бъдат пирометри. Те са предназначени за измерване на температурата на повърхността и не интерпретират правилно човешката топлина.
Този термометър може да се използва и за измерване на температурата на течности и повърхности. Измерва се сравнително бързо – за секунда. Леко неудобна система от бутони – изглежда като много бутони. Необходим за запаметяване и превъртане на паметта с 32 измервания. Дисплеят има приятна синя подсветка. Индикатор за изтощена батерия – не е често срещана функция. Звуков сигнал при работа и изключване след седем секунди бездействие.
Основни характеристики
Вид на термометъра инфрачервен Метод на измерване безконтактен Време за измерване 1 с Специални функции Памет за измервания, дисплей с подсветка, автоматично изключване Необходимо е да разберете менюто
Покажи повече
Този текст е интересен и засяга инфрачервените термометри като устройства, предназначени за интелигентни хора. Харесвам как авторът поставя акцент върху това, че тези термометри са подходящи за хора, които се грижат за своето здраве и желаят да следят температурата си по лесен и удобен начин. Интересува ме какъв е процесът на измерване и доколко точни са тези устройства. Въпросът ми е свързан с това дали инфрачервените термометри могат да бъдат използвани и за измерване на температурата на други предмети, освен хуманно тяло. Благодаря!