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紅外體溫計到底準不準? 紅外測溫儀的工作過程了解一下
時間:2018-11-26 16:38   來源:蝌蚪五線譜   責任編輯:沫朵
  原標題:紅外體溫計到底準不準? 紅外測溫儀的工作過程了解一下

  你的肌膚常說,“冷冰冰的水銀溫度計,我是拒絕的。瞧人家紅外溫體溫計,那小手指一按,‘照哪測哪’,一眨眼的功夫便測了溫度”?商热裟闳メt(yī)院檢查,護士姐姐很少使用紅外體溫計照兩下你的額頭便了事,水銀體溫計和電子體溫計往往是 。那為啥如此“高大上”的紅外體溫計至今不能完全取代傳統(tǒng)體溫計,大行其道呢?這還得從它的工作原理說起……

  顧名思義,紅外體溫計的核心在于紅外線,紅外線屬于肉眼不可見光,并非紅外體溫計發(fā)射的“紅光”(那是激光,僅僅幫助使用者確定被測物體的位置,并不參與測溫)。

  紅外溫度計(網(wǎng)絡圖)

  當物體溫度高于 零度[1]時,由于物質(zhì)存在分子振動,其產(chǎn)生的能量以電磁波的形式向外輻射,其中大部分為紅外線。根據(jù)斯忒藩-波爾茲曼定律,在單位時間內(nèi),黑體[2]向外輻射的總能量與它表面溫度的四次方成正比。

  其中,A是發(fā)射率[3],σ是常數(shù),紅外測溫儀基于這一原理,通過收集被測物體的全部紅外能量,可以間接計算出物體的熱力學溫度。

  那么,微不足道的紅外線如何搖身一變,變成了我們?nèi)庋劭勺x的攝氏溫度呢?這一過程并不復雜。首先,你只需將體溫計的濾鏡正對被測物體,物體產(chǎn)生的紅外線便主動“投懷送抱”,透過濾鏡后被光電系統(tǒng)聚集并傳輸給光電探測器,光電探測器將其轉(zhuǎn)化成電信號,送往信號處理器,經(jīng)過信號處理器校正后,傳輸至顯示輸出系統(tǒng),最終轉(zhuǎn)化成溫度值。

  紅外測溫儀的工作過程(作者自制圖)

  如今,紅外溫度計技術(shù)上早已能實現(xiàn)高精度的測溫,然而理想很美好,現(xiàn)實很骨感。實際生活中,物體無法向外界輻射其產(chǎn)生的全部紅外能量,一般認為,被測物體能夠向溫度計輻射95%的紅外線(發(fā)射率為0.95)[4],溫度計對此作出相應的調(diào)整,能夠測得準確溫度。不幸的是,物體的發(fā)射率受到眾多因素的影響,例如表面粘了土、蒙了塵、歪曲變形,都能改變其發(fā)射率。為確保其結(jié)果 ,需防止周遭環(huán)境(蒸汽、塵土、煙霧)的影響,保持被測物體表面清潔。

  眾所周知,水銀溫度計的讀數(shù)只增不減、肉眼讀數(shù)容易產(chǎn)生偏差、測溫時間長,破碎后還有水銀中毒的危險,因此,我國將于全面2020年停產(chǎn)。而紅外體溫計則相反,安全簡便,無需接觸被測物體、測溫快、還可以測量物體表面任何部位的溫度。但是,它不能測量內(nèi)部溫度和表面光滑、透明度較高[5]的物體。此外,使用紅外線體溫計,為防止其它物體輻射的紅外線來“搗亂”,還必須保持激光與被測物體垂直,近距離測量。


 
  用紅外測溫儀測量體溫(網(wǎng)絡圖)
 
  由此可見,由于其使用條件苛刻,紅外體溫計通常多應用于 度要求較低的領(lǐng)域,比如工業(yè)測溫,或是快速排查體溫異常的患者時(接觸性溫度計會帶來傳染疾病的風險)。但要求 度較高的體溫檢測,接觸式的水銀溫度計、酒精溫度計、電子體溫計等顯然比紅外測溫儀更靠譜,畢竟37℃與37.5℃可是千差萬別!
 
  附注:
 
  [1] 零度:即熱力學的 溫度——0開爾文,約等于-273.15攝氏度。
 
  [2]黑體:理論上假設(shè)存在的物質(zhì),黑體能夠全部吸收所有外來的電磁波而不反射,其紅外線的發(fā)射率為100%(自身產(chǎn)生的紅外線100%向外輻射)。
 
  [3]發(fā)射率:指的是物體向外輻射能量的程度,黑體的發(fā)射率為1(向外輻射100%的能量),自然界中的物體發(fā)射率小于1(小于100%)。
 
  [4]由于物體的反射率、透射率、發(fā)射率之和為1,發(fā)射率為0.95時,必須得維持反射和透射率為0.05左右。
 
  [5]測量一些發(fā)光的金屬表面,可用遮蔽黑膠紙或黑漆將待測表面蓋住,等待一段時間讓膠紙或涂料達到與其所覆蓋的表面相同的溫度,然后測量膠紙或者涂過漆表面的溫度。

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