耳溫槍
大腦深部有一個地方叫下視丘,裡面有一個支配人體恒溫的「定點」( set-point)構造,下視丘同時也是人體溫度的中心點。當人體發燒時,也就是「定點」接受一些巡回在血流的發炎性化學物質之後調高的結果,所以下視丘是人體體溫最早上揚的地方,而供應耳膜與供應下視丘的血流恰好互有交通,因此用耳膜溫度來反映人體的溫度最為适當,同時耳膜也是可以最早偵測到人體是否有發燒的地方。
耳溫槍是屬于非接觸遙測式(雖然也許還不到一公分)的溫度測量儀,它是利用偵測耳膜(相當于下視丘)所發出的紅外線光譜來決定體溫,根據黑體輻射理論,不同溫度的物體所産生的紅外線光譜也不同,利用可以精準到0.1℃的溫差電堆(Thermopile)紅外線偵測器,再以微計算機轉換讀數而顯現出來。
使用耳溫槍的注意事項
(1)最好每次使用都用新的「外膜套」,沒有足夠「外膜套」用保鮮膜也可以,不過比較麻煩。
(2)槍頭越深入越好,但不要造成不舒服。
(3)測兒童時最好将耳朵輕往後上方拉(将耳道拉直)。
(4)最好兩耳均量,甚至單獨一耳測三次,取最高值(因為兩邊可能有0.1℃~0.3℃的誤差)。
(5)剛剛才曝曬太陽過久或運動,要避免測量,否則可能測量值較實際溫高。
測量原理
紅外測溫原理
物體處于絕對零度以上時,因為其内部帶電粒子的運動,以不同波長的電磁波形式,向外輻射能量,波長涉及紫外、可見、紅外光區,但主要處于0.76~3μm的近紅外、3~6μm中紅外、6~15μm遠紅外區。物體的紅外輻射能量的大小及其按波長的分布與它的表面溫度有着十分密切的關系。因此,通過對物體自身輻射的紅外能量的測量,便能準确地測定它的表面溫度,這就是紅外輻射測溫所依據的客觀。
紅外測溫儀的工作過程
紅外測溫儀由光學系統、光電探測器、信号放大器及信号處理、顯示輸出等部分組成。光學系統彙集其視場内的目标紅外輻射能量,視場的大小由測溫儀的光學零件以及位置決定。被測物體輻射的紅外線首先進入測溫儀的光學系統,再由光學系統彙聚射入的紅外線,使能量更加集中;聚集後的紅外線輸入到光電探測器中,探測器的關鍵部件是紅外線傳感器,它的任務是把光信号轉化為電信号;從光電探測器輸出的電信号經過放大器和信号處理電路按照儀器内部的算法和目标發射率校正後轉變為被測目标的溫度值。
耳溫槍的原理
人體鼓膜的輻射能量主要出于6~15μm區。
耳溫槍通常使用熱電堆傳感器,此傳感器包含了上述的光學系統、光電探測器---熱電堆、熱敏電阻。
通過熱電堆傳感器,檢測人體鼓膜的遠紅外6~15μm的輻射強度。這一測量結果是相對量,即所得結果與被測物的輻射強度和熱電堆本身的溫度相關。
而熱敏電阻則用于測量熱電堆本身的溫度。
通過計算輻射強度及熱電堆本身的溫度,即可得到被測物的溫度。
國際标準
目前國際上有以下幾個主要标準
⒈
中國國家标準:GB T 21417.1-2008 醫用紅外體溫計
⒉歐盟标準:EN 12470-5-2003
⒊美國标準:ASTM E 1965-1998 R2003
主要标準的比較
中國國家标準的溫度測量精度檢測方法為:
在測試前,體溫計應在實驗室條件下((23 ± 2) ℃/(50 ± 20) %.)至少穩定30min,如果制造商另有規定,穩定時間可以更長。
在35 ℃ ~ 42 ℃的溫度顯示範圍内,黑體溫度其間隔大緻相同的三個溫度點,若有需要,可适當增加測試點。體溫計應在每個和體溫度下個測量3次,每次測試讀數後都應更換新的一次性探測器保護罩(若有)。
每次讀數的測量誤差應滿足:±0. 2 ℃
歐盟标準的溫度測量精度檢測方法為:
Conditions of ambient temperature and humidity for testing an IR ear thermometer with a black body for each of three black body settings
溫度Operating Temperature (℃) 相對濕度Relative Humidity (%)
16 to 18 less than 50
16 to 18 80 to 85
24 to 26 40 to 60
33 to 35 less than 25
33 to 35 80 to 85
美國的溫度測量精度檢測方法為:
Conditions of Ambient Temperature and Humidity for Testing an IR Thermometer with a Blackbody for Each of Three Blackbody Settings
溫度Operating Temperature 相對濕度 Relative Humidity (%)
16 to 18 ℃ (60 to 65 °F)* less than 50
16 to 18 ℃ (60 to 65 °F)* 90 to 95
24 to 26 ℃ (75 to 80 °F) 40 to 60
38 to 40 ℃ (100 to 104 °F)* less than 25
38 to 40 ℃ (100 to 104 °F) 75 to 85
标準評說
從上述的檢測方法可以看出:
美國标準最嚴,主要體現在環境濕度上。
歐盟的稍微松一點,也隻是環境濕度的要求上比美國标準窄了一點。
但中國國家标準最松。
從這些标準上來看,紅外耳溫槍即便通過了中國國家标準,也不一定準确!
因為中國國家标準隻規定了驗證((23 ± 2) ℃/(50 ± 20) %.)這一環境溫度點以及這一很窄的環境濕度範圍。
但中國國家标準給出的耳溫槍使用環境溫度為:16 ℃ ~ 35 ℃。這就意味着,除了((23 ± 2) ℃,标準規定的16 ℃ ~ 35 ℃範圍沒有得到有效驗證。
這正是中國國家标準應該修改的地方。
困境
為什麼耳溫槍準确測量體溫比較麻煩
耳溫計本身的允許誤差,通常在36-39℃範圍内為±0.2℃,高于39℃和低于36℃時為±0.3℃。使用時,不正确的使用也會帶來額外的誤差。如耳道内的大量耳垢,會帶來誤差。測量時由于耳溫計塞住耳孔,耳孔内溫度場會發生變化,測量時間過長示值就會變化。重複多次測量時,如果測量間隔不合适,每次讀數也會不同。
值得信賴的耳溫槍品牌選擇
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