Odstavce článku
Tento článek se zabývá konkrétně lékařskými infračervenými teploměry.. O přístrojích určených k měření tělesné teploty a o tom, na čem závisí přesnost pyrometrů.
Mnoho informací na toto téma lze nalézt na internetu. Většinou vše píší lidé, kteří mají daleko k IR termometrii a IR teploměrům pro kontrolu tělesné teploty. Proto jsou informace neúplné, nesystematické a často nepravdivé.
Proto jsme se jako konstruktéři a výrobci lékařských teploměrů, a zejména infračervených teploměrů, rozhodli co nejjednodušeji vysvětlit, jak je infračervený teploměr konstruován, čím se liší od průmyslového teploměru, co ovlivňuje jeho přesnost a jak ji zvýšit.
Nejprve trocha teorie..
Každé těleso vyzařuje tepelnou energii E úměrnou jeho povrchové teplotě ve čtvrté mocnině a jeho emisivitě k.
Když se naučíme měřit a převádět tepelnou energii zpět na teplotu, je možné měřit teplotu povrchu na dálku (na dálku).
Obr.1.Měření povrchové teploty pyrometrem
Každý pyrometr obsahuje určitý optický systém, který umožňuje snímat data (sbírat tepelnou energii) z bodu určité plochy S ve vzdálenosti L. Poměr L/D, kde D je průměr skvrny, se nazývá optické rozlišení pyrometru. Čím větší je vzdálenost, tím větší je dosah snímání a tím dražší je jednotka.
Pomocí optického systému přístroje dopadá energie záření na čidlo infračerveného teploměru (obr. 1).2).
Obr.2.Konstrukce senzoru IR teploměru
V moderních pyrometrech je snímačem miniaturní termočlánek, na jehož spoj je směrováno tepelné záření kontrolovaného objektu. V blízkosti studeného spoje termočlánku se nachází teplotní čidlo, kterým je obvykle termoodpor.
Elektronický obvod zařízení měří teplotu studeného spoje termočlánku a přičítá k ní druhou část úměrnou napětí z termočlánku. Infračervené senzory jsou již dlouho zcela integrální. Existují senzory s digitálním výstupem.
Pokud by všechna tělesa vyzařovala při stejné teplotě stejně, byla by chyba pyrometru dána pouze přesností jeho nastavení .
Všechna tělesa však vyzařují jinak. Abyste mohli dostatečně přesně změřit povrchovou teplotu jakéhokoli tělesa, musíte přesně znát jeho koeficient absorpce k.
Pyrometr se obvykle ověřuje v terénu nebo v metrologické laboratoři pomocí „absolutně černého tělesa“ (ABB), tj. povrchového měřidla.. Povrch s koeficientem vyzařování téměř 1. Skutečná, zprůměrovaná emisivita se poté zapíše do paměti měřiče. Častěji 0,95. Existují však i dražší modely pyrometrů, u nichž si uživatel nastavuje koeficient. Ale který?. Hodnota emisí je velmi závislá jak na materiálu povrchu, tak na kvalitě zpracování, nečistotách, rzi, vlhkosti atd.. Tabulka. 1 ukazuje emisní koeficienty pro řadu materiálů.
| Materiál | |
| deska | 0,96 |
| papír | 0,93 |
| čedič | 0,72 |
| rezavé železo | 0,70 |
Tabulka. 1 Koeficient vyzařování k pro několik materiálů
Při nesprávném nastavení vyzařovacího koeficientu může dojít k chybě v řádu desítek stupňů.
Jaké faktory ovlivňují přesnost průmyslového teploměru??
Uveďme si některé z hlavních faktorů:
- Přesnost seřízení pyrometru v ABB při k =1,
- Přesnost nastavení koeficientu vyzařování k,
- čistota měřicího povrchu, přítomnost vlhkosti, prachu atd..,
- faktor času, který ovlivňuje stárnutí optického systému a el. komponenty,
- Přítomnost cizího světla
Jaké jsou rozdíly mezi průmyslovým pyrometrem a infračerveným teploměrem pro měření tělesné teploty??
Stručně jsme vám vysvětlili, jak průmyslový pyrometr funguje a jaké faktory ovlivňují jeho přesnost měření. Promluvme si o infračerveném teploměru pro měření tělesné teploty.
Proč potřebujete k měření teploty infračervený teploměr, když existují kontaktní elektronické teploměry, které jsou při správném provedení přesné?? Hlavní výhodou infračerveného teploměru je rychlost měření, přibližně 1 sekunda. V záložce Tab. 2 uvádí srovnání obou metod měření.
Parametr IR teploměr Kontaktní teploměr Pohodlí + – Doba měření + (přibližně 1 s.) – (více než 30 sec.) Přesnost měření – + Měření rozdílu teplot a rozložení teplot + – Tabulka. 2 Srovnání IR teploměru a kontaktního teploměru
IR teploměr je praktický, protože měří rychle a na dálku. Stačí jej přiložit o několik centimetrů blíže k čelu, stisknout tlačítko a je to. Naměřená teplota. Ale s jakou přesností? A to je bolavé místo těchto zařízení, o kterém budeme hovořit dále. IR teploměry nemají v medicíně obdoby, pokud jde o měření teplotních rozdílů. Sleduje například rozložení tělesné teploty, aby bylo možné identifikovat kritické body případných abnormalit. Nebo měření rozdílu tělesné teploty u lidí, kteří se dlouhodobě zdržují ve stejném prostředí. K tomu je infračervený teploměr v pořádku a nikdo ho nemůže nahradit.
Zde je příklad. Přistálo letadlo. Pracovník společnosti Rospotrebnadzor, vyzbrojený infračerveným teploměrem, vstoupil na palubu a postupně změřil teplotu každého cestujícího. Bez ohledu na to, jakou absolutní hodnotu teploty obdrží. Důležitý je rozdíl v naměřené teplotě mezi osobami nacházejícími se v místnosti. Dlouhodobě jsou na stejné úrovni a zvýšenou teplotu několika cestujících ve vztahu k naměřené průměrné hodnotě lze interpretovat jako nemoc. Těmto cestujícím se po oddělení od hlavní masy přesně změří teplota kontaktním elektronickým teploměrem. Řekněme, že teplota cestujícího je 34,7…36,1 °C a teplota dvou cestujících je 36,6 °C. To znamená, že oba cestující mají zvýšenou teplotu. Další měření kontaktním teploměrem potvrdí, že jejich teplota je skutečně 37…38 °C. Nyní to bohužel není známo.
Tabulka. 3 jsme si stručně ukázali, jak se průmyslový pyrometr liší od infračerveného teploměru tělesné teploty.
Průmyslový pyrometr IR teploměr tělesné teploty -50°C až +650°C, 1% Iv + 1°C rozsah a přesnost měření 32,0 až 42,9 °C, ±0,2 °C objektiv nebo bez objektivu optický systém „mušle“ jakýkoli Vzdálenost k měřenému objektu 0…3 cm přímé měření metoda měření Výpočet tělesné teploty pomocí teploty čela a okolní teploty Tabulka. 3 hlavní rozdíly mezi průmyslovým pyrometrem a infračerveným teploměrem tělesné teploty
IR teploměr má velmi úzký měřicí rozsah a krátkou vzdálenost od měřicího povrchu. Většina infračervených teploměrů má ve svých údajích přesnost měření +/-0,2 … 0,3 °C. Řekněme si hned, že této hodnotě nelze věřit. Může se jednat o absolutní teplotu černého tělesa, která se měří v laboratorních podmínkách při daném okolním prostředí. Není to ani přesnost kontroly teploty kůže a už vůbec ne přesnost měření tělesné teploty.
Smutné je, že v naší zemi prodává infračervené teploměry s osvědčením o registraci Roszdravnadzor, který v pase ukazuje přesnost tělesné teploty + /-0,1 ° C! Ukazuje se, že ruská společnost-distributor nakupuje v Číně zařízení s přesností + / 0,3 ° C, vytváří dokumentaci v ruštině, kde je specifikovaná přesnost již + / 0,1 ° C a prodává tato zařízení. Proč tomu tak je?? Ano, protože IR teploměry jsou v naší zemi přiřazeny k lékařským teploměrům a jsou vyžadovány státní normou s přesností + /-0, 1 ° C. Ukázalo se, že zařízení jsou přizpůsobena standardu.
Ptáte se, jaká je skutečná přesnost infračervených teploměrů?? Obrovské, pokud nesplňujete mnoho požadavků na proces měření. A většina lidí je neumí nebo nemůže fyzicky vykonávat. Než si tedy pořídíte infračervený teploměr do svého domova, dobře si to rozmyslete. Musíte vědět, jak ji používat.
Jak vybrat bezkontaktní teploměr
Rozhodli jsme se pro nejlepší bezdotykové teploměry, nyní vám poradíme, jak si vybrat. Na názor jsme se zeptali vedoucího oddělení úrazové medicíny a pohotovosti a praktického lékaře Evropského lékařského centra Alexandra Dolenka.
Přesnost
Přesnost těchto věcí je horší než u skleněných teploměrů se rtuťovou náhražkou uvnitř. Při správném používání a pravidelné kalibraci má však chybu +/- 0,2 stupně Celsia.
Stojí za to koupit pro váš domov
Pro domácí použití nedoporučuji, protože dobré bezkontaktní teploměry by se měly pravidelně kontrolovat a kalibrovat. Tento postup je v zásadě možné provést doma podle návodu, ale někdy způsobuje potíže. Pro domácí použití je tedy lepší používat skleněné kontaktní teploměry s tekutým prvkem, který nyní nahrazuje rtuť, nebo elektronické kontaktní teploměry, které jsou bezpečnější, zejména u dětí.
Ceny jsou
Jak funguje infračervený tělesný teploměr??
IR teploměr pro měření tělesné teploty – v některých ohledech sofistikovanější zařízení než průmyslový pyrometr. Zařízení má dva provozní režimy: povrchový (srface) a tělový (body). V povrchovém režimu pracuje přístroj jako běžný pyrometr, měří povrchovou teplotu a lze jej použít pro různé účely v domácnosti. V tělesném režimu, což je přesně to, co nás zajímá, přístroj vypočítá tělesnou teplotu pomocí teploty povrchu čela, teploty okolí a průměrných výpočtových koeficientů, které do něj byly zadány. Tyto faktory zohledňují tepelnou vodivost a tloušťku různých částí hlavy (kůže, kosti atd.)..). Je zřejmé, že tato měření se u jednotlivých osob a věkových skupin liší, což má významný vliv na přesnost měření. Obrázek 3 ukazuje tělesnou teplotu v závislosti na těchto parametrech.
Obrázek 3. Tělesná teplota jako funkce řady parametrů
K chybě měření povrchové teploty v tělesném režimu se tedy přičítá chyba způsobená různými fyzikálními parametry lidí a chyba měření okolní teploty, jakož i chyba způsobená tím, že teplota přístroje nemusí odpovídat teplotě prostředí, ve kterém se testovaná osoba nachází. Ta je velmi důležitá. Přístroj a osoba musí mít před měřením dlouhou dobu stejnou teplotu. Nyní by vám již mělo být jasné, proč je při měření teploty osob vstupujících do budovy tak velký teplotní rozdíl. Koneckonců, před vstupem do budovy byli vystaveni různým podmínkám prostředí. Někdo přijel, někdo jel atd..
Zde jsou základní pravidla pro více či méně přesné měření tělesné teploty infračerveným teploměrem.
Základní pravidla, která je třeba dodržovat při měření teploty lékařským pyrometrem:
– Pyrometr by měl mít okolní teplotu. prostředí (nejméně 30 min.Vyhněte se průvanu, přímému slunečnímu záření, topným zařízením, – Odstraňte make-up, vlasy z čela – Vzdálenost od čela: 1…3 cm – Pro vyloučení náhodných hodnot je třeba provést několik měření.
Může mít infračervený teploměr při měření tělesné teploty přesnost +/-0,1 °C?? Samozřejmě, že ne. Pokud člověk dobře rozumí tomu, jak infračervený teploměr funguje a jak ho používat, může si pomocí něj rychle zkontrolovat tělesnou teplotu. Ale nikdo by neměl používat toto zařízení. To může být velmi tragické. Představte si ten obrázek. Malé dítě má horečku, rodiče ho svlékají, větrají a občas mu zkontrolují teplotu infračerveným teploměrem. Co měří? Cokoli. Největší nebezpečí hrozí, pokud naměří 37,0 °C místo 40,0 °C, uklidněte se a proceduru dokončete.
Ne každý může k měření tělesné teploty použít infračervený teploměr. Jednou z věcí, ve které je velmi dobrý, je rozlišování mezi lidmi s horečkou a ostatními, kteří jsou ve stejném prostředí již dlouhou dobu.
Seznam 10 nejlepších podle KP
Výběr redakce
Sensitec NF-3101 (od 15k pro min. koruna)
Sensitec NF-3101. Foto: Sensitec
Pokročilý infračervený teploměr, který měří teplotu bez přímého fyzického kontaktu. Velmi rychlý provoz – pouze půl sekundy na jedno měření. Vhodné pro hromadnou termometrii v přeplněných prostorách, jako jsou kliniky nebo školy. Může také měřit teplotu kapalin a předmětů. Zajímavostí je, že lidské měření je omezeno na délku vidlice od 32 do 42,5 stupňů Celsia. Ačkoli pro sledování údajů věcí je rozsah od 0 do 60. Lze zobrazit ve stupních Fahrenheita.Napájení dvěma bateriemi AA. Podle testů výrobce pojme přibližně 10 000 měření. Pokud se nepoužívá déle než sedm sekund, automaticky se vypne. Vybaveno pamětí pro posledních 32 měření. Někdy je to užitečné, například pokud chcete v přísném pořadí měřit teplotu ve školní třídě nebo u pacienta v nemocnici a poté přenést údaj do záznamníku. Alarm vysoké teploty lze zapnout.
Hlavní funkce
Typ teploměru infračervené Metoda měření Temporální, frontální, bezkontaktní Měření času 0.5 Funkce Bzučák, podsvícený displej Rychlý provoz
Velmi hlasitý zvuk, ale lze jej vypnout
Zobrazit více
B.Studna WF-1000 (od 1500 koruna)
B.Vrt WF-1000. Foto: B.Dobře
Tento bezkontaktní teploměr je určen především k měření teploty kojenců. Vyvinula je švýcarská společnost, která se specializuje na výrobu podobných zařízení. Společnost je na svou kvalitu tak hrdá, že na ni poskytuje 10letou záruku. Chcete-li měřit teplotu, musíte přiložit přístroj k uchu nebo spánku. Samotné čidlo na konci teploměru je izolováno proti vodě. Protože je přístroj navržen tak, aby měřil nejen teplotu dítěte, ale také například teplotu vody a povrchu předmětů. A lze ji ošetřit dezinfekčními prostředky. Při zapnutí se na obrazovce zobrazí předchozí hodnoty. Samotný proces měření trvá rekordní dvě sekundy.
Hlavní funkce
Typ teploměru infračervené Metoda měření Ucho, spánky, čelo Měření času 2 Funkce Pípnutí, paměť měření, automatické vypnutí Kompaktní a přesné
Je nutné přesně dodržovat pokyny, jinak dojde k rozptylu údajů
Zobrazit více
CEM DT-8806H (od 3000 koruna)
CEM DT-8806H. Foto: CEM
Váží něco málo přes 200 gramů – neobvykle ve srovnání s ostatními přístroji v našem seznamu nejlepších bezkontaktních teploměrů. Přesto se nedá říct, že by byl těžký. Ale cítíte kvalitu konstrukce, odolný plast. Specializuje se na všechny druhy měřidel. Při nákupu mějte na paměti, že se vyplatí vybrat teploměr. Skutečnost, že model má několik modifikací a název se nemění mnoho znaků. Dalšími úpravami mohou být pyrometry. Jsou určeny k měření teploty povrchů a lidské teplo není správně interpretováno.
Tento teploměr lze použít i k měření teploty kapalin a povrchů. Měří poměrně rychle – v řádu sekund. Mírně nepohodlný systém tlačítek – zdá se, že je zde mnoho. Potřebné pro ukládání a procházení v paměti 32 měření. Displej má příjemné modré podsvícení. K dispozici je indikátor vybití baterie – funkce, která není často k vidění. Při provozu vydává zvukové signály a po sedmi sekundách nečinnosti se vypne.
Hlavní funkce
Typ teploměru infračervené Metoda měření bezkontaktní Doba měření 1 Funkce Paměť měření, podsvícený displej, automatické vypnutí Musíte porozumět nabídce
Zobrazit více
Jaký je rozdíl mezi infračerveným teploměrem a běžným teploměrem?
Rozdíl mezi infračerveným teploměrem a běžným teploměrem spočívá v jejich principu měření teploty. Běžný teploměr používá klasický termoelektrický senzor, který měří teplotu dotykem nejčastěji na různých částech těla. Naopak infračervený teploměr měří teplotu pomocí infračerveného záření, které vydává povrch tělesa. Stačí namířit infračerveným teploměrem na objekt, zvíře nebo osobu a bude přesně ukázána jejich teplota bez fyzického kontaktu. Infračervené teploměry jsou obvykle rychlejší a pohodlnější, protože nemusí přímý kontakt s měřeným objektem. Jsou často používány v lékařství, průmyslu a jiných odvětvích, kde je potřeba rychle a bezkontaktně měřit teplotu.
Mohu se zeptat, jaký je přesně účel infračerveného teploměru a jaké jsou jeho hlavní vlastnosti? Dále bych rád věděl, zda je možné ho používat na měření teploty lidského těla a jaká je jeho přesnost. Děkuji za informace.