测量人体体温除了耳温枪,事实上我们常见的还有额温枪、水银温度计、肛温计,而最准的是肛温计,其次是耳温枪。
有人问那为什么不用鼻子呢?原因在于鼻子湿度较高,且有鼻黏膜等等影响测量。可以通过耳朵来测量体温,是因为鼓膜的血管连接下视丘,而下视丘是管控人体体温的中枢,所以鼓膜温度可以说是直接反应人体体温。耳孔很小,不会反射大部分的光线,可以视为完全吸收体,因此近似一完美的黑体,所以我们选择量耳温来测量人体的温度。
耳温枪的测温原理任何物体的分子和原子都会自身的进行无规则的热运动,并以红外线方式不间断地向外辐射出热能量,也被称为电磁波辐射。不同物质其吸收太阳光能不同,其分子和原子的运动也不同,运动愈剧烈,辐射的能量愈大,反之,辐射的能量也愈小。一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体都在不停地向周围空间发射红外能量。它的辐射特性、辐射能量的大小、辐射波长的分布等都与物体表面温度密切的相关。通过对物体自身辐射的红外能量的测量,就能够准确的测量它表面的问题,这就是红外辐射测温的原理。
人体向四周辐射释放的红外能量波长一般为9~13μm,是处在0.76~100μm的近红外波段。这个波长范围内的光线不被空气吸收。因此,只要通过对人体自身辐射红外的能量的测量就能准确的测量人体表面的温度。耳温枪的设计原理是利用耳朵内的下视丘发出的红外线,再利用维恩位移定律(热辐射基本定律之一)
λ(m)T=b(b=0.002897
m·K,称为维恩常量),下丘脑辐射的红外线能量经过红外探测器将入射的辐射转换为电压信号,电压信号送入接收系统后,经过数据处理及曲线自动拟合,最后准确推算出被测人体温度,以数字的方式显示输出。
维恩位移定律表明,当绝对黑体的温度升高时,辐射本领的最大值向短波方向移动。维恩位移定律不仅与黑体辐射的实验曲线的短波部分相符合,而且对黑体辐射的整个能谱都符合,它是经典物理学对黑体辐射问题所能做出的最大限度的探索。什么是黑体?〝黑体〞是一个理论性的完美吸收者,它能吸收所有波长的辐射,而不会反射任何光线。
耳温枪的结构红外检测探头负责收集它视线范围内的目标物的红外辐射能量,并将其转换为电压信号,电压信号送入接收系统后,经过MCU数据处理及曲线自动拟合,最后准确推算出被测人体温度,以数字的方式显示输出。芯片控制电路可以实现按键控制、LCD显示、电量检测、压发发生片预警发声等功能。
耳温枪的探头拆解后可以看到是一个热电堆式温度传感器,它的作用就是收集红外辐射能量,并将其转换为电压信号。热电堆式温度传感器外部的金属散热片作用是把外界传递给传感器的热量尽可能散发出去,从而竟可能降低对传感器外壳的热冲击。而外部的塑料外壳除了保护芯片外,还做到了散热片和耳腔的热隔离。这两个组件的设计都必须满足传感器FOV原则,即传感器视野范围内不允许出现这些组件,以免对测试带来额外的干扰。
放大器将热电堆式温度传感器产生的电信号进行放大处理,通过数模转换(A/D转换)变为数字信号或调制解调处理转换成频率信号,再通过补偿修正、参数校准和算法模型等工作就可以转换为医用级的高精度温度值,精确度可以达到±0.1℃。加上显示驱动电路、液晶显示屏、外壳和电池等组装一起,就可以成为一个完整的耳温枪。增加存储电路和微处理器等就可以成为智能型温度检测仪。
目前,国际已经淘汰水银温度计(读取误差、水银有毒不易回收),提倡采用电子温度计,但电子温度计也需要接触测量(腋下、口腔、肛门等),对于儿童、重症患者的测温就有一定的难度和不方便。耳温枪(额温枪)不需要接触被测物,避免传染、烫伤等危险或无法触碰的物体,特别是像卫生设施、医用物品等不会被污染或损坏。快速、准确地测量出物体的表面温度,具有响应快、精度高、低成本、寿命长、使用安全等优点,在产品质量控制和监测、设备在线故障诊断、安全保护等方面发挥了重要作用。以上个人浅见,欢迎批评指正。喜欢的可以关注我,谢谢!认同我的看法的请点个赞再走,再次感谢!