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。
投稿郵箱:chuanbeiol@163.com 詳情請訪問川北在線:http://dstuf.com/