Termometr na podczerwień: jak uzyskać bezkontaktowy pomiar temperatury?
Temperatura ciała człowieka zmienia się z powodu wielu warunków (choroby), a pomiar temperatury ciała może służyć do wykrywania i rejestrowania nieprawidłowości.
Normalna temperatura ciała to średnia temperatura dla większości ludzi w normalnych warunkach, około 37 stopni (98,6 stopni F). Temperatura ciała każdego człowieka może różnić się o 1 stopień F (0,6 stopnia ) powyżej lub poniżej tej normalnej wartości.
Zmiany normalnej temperatury ciała są związane z poziomem aktywności i porą dnia, a także wydzielaniem hormonów w organizmie. Na przykład, gdy kobieta ma owulację lub miesiączkę, temperatura jej ciała będzie wzrastać i spadać jeszcze bardziej.
Temperatura wewnątrz ludzkiego ciała jest również zróżnicowana. Temperatura odbytnicy lub błony bębenkowej jest o {{0}},3~{4}},6 stopnia wyższa niż temperatura w jamie ustnej, podczas gdy temperatura pod pachami wynosi 0,3~0,6 stopień niższy.
Używanie zwykłych termometrów rtęciowych zazwyczaj wymaga trzymania w jamie ustnej i pod pachami przez 3 do 5 minut. Pomiar temperatury ciała metodą podczerwieni jest stosunkowo szybki, a pomiar temperatury czoła i błony bębenkowej zajmuje tylko kilka sekund.
Pomiar temperatury za pomocą czujnika temperatury na podczerwień wydaje się prosty. Wyrównaj, naciśnij przycisk i odczytaj wartość temperatury. Jeśli jednak nie opanujesz zasad i metod pomiaru, wyniki mierzonych temperatur będą znacznie odbiegać od normy.
Metody pomiaru temperatury można podzielić na dwie kategorie: kontaktowe i bezdotykowe. Czujniki kontaktowe obejmują termopary, termistory, czujniki rezystancyjne i półprzewodnikowe czujniki temperatury. Sygnały wysyłane przez takie czujniki faktycznie odzwierciedlają ich własne zmiany temperatury i muszą być w pełnym kontakcie z obiektem mierzonym temperaturą, aby ich temperatury były spójne.
W niektórych przypadkach zastosowanie kontaktowego czujnika temperatury będzie kłopotliwe, np.: mierzony obiekt lub medium znajduje się w dużej odległości lub w niebezpiecznym środowisku, do którego nie jest łatwo dotrzeć; mierzony obiekt jest w ruchu; mierzony obiekt jest mały, a czujnik będzie miał wpływ na temperaturę. Problemy te można rozwiązać stosując bezkontaktowe metody pomiaru temperatury.
Termometry na podczerwień należą do bezkontaktowych pomiarów temperatury, które do pracy wykorzystują zależność między promieniowaniem cieplnym przedmiotów a temperaturą przedmiotów.
Ciepło jest zwykle przenoszone na trzy sposoby: przez przewodzenie, konwekcję i promieniowanie. Promieniowanie cieplne to zasadniczo fale elektromagnetyczne o określonej długości fali, w zakresie od {{0}},7 do 1000 mikronów. Rzeczywiste zastosowanie termometrów na podczerwień do pomiaru promieniowania cieplnego ma zakres długości fal od 0,7 do 14 mikronów, a większość obiektów promieniuje najsilniej w tym zakresie.
Absorpcja energii (w tym ciepła) przez obiekt powoduje wzrost jego temperatury, która również promieniuje ciepło. W równowadze termicznej pochłonięta energia cieplna (Wa) jest równa energii cieplnej wyemitowanej (We). Temperatura obiektu jest odzwierciedlana w promieniującej energii cieplnej w dwóch postaciach.
Jednym ze sposobów jest powiązanie całkowitej ilości energii cieplnej z czwartą potęgą temperatury bezwzględnej obiektu:
My: zdolność promieniowania cieplnego; E: emisyjność obiektu; σ: stała Stefana-Boltzmanna. T: temperatura bezwzględna obiektu; O: obszar emisji.
Zwykle E, A i σ mierzonego obiektu są stałe, więc temperaturę obiektu można uzyskać, mierząc We w odwrotnej kolejności. Ta metoda wymaga wcześniejszego określenia parametrów, takich jak E i A, poprzez kalibrację.
