人体温度的测量与显示

人体温度的测量与显示

一、人体温度的测量

1、接触式测温

传统的体温测量是用医用玻璃液体温度计(俗称体温表)、医用电子接触式温度计(常用热敏电阻作为它的感温元件)等插入人体内部或置于腋下，通过接触使温度计的温度等于被测处的温度。

接触式医用温度计的优点是它本身很准确，很稳定，仪表的误差不超过0.1℃。它们容易使用，便宜，可作医疗使用，也可作家用。其缺点是测量的速度慢(约2分钟以上)。玻璃液体温度计还易碎，在医院使用时容易因消毒不彻底而引起交叉感染。在SARS预防的检测中，在需测量的人很多，时间又要短时，它们就不大适用了。因此不接触式的红外温度测量法就被广泛用于SARS预防的检测工作中。

2、红外测温法

1)测温的原理：

自然界一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体，由于分子的热运动，都在不停地向周围空间辐射包括红外波段在内的电磁波，其辐射能量密度与物体本身的温度关系符合辐射定律。

组外辐射原理——辐射定律

式中:E为辐射出射度，W／m3；

σ为斯蒂芬—波尔兹曼常数，5.67×10-8W／(m2·K4)；

ε为物体的辐射率；

T为物体的温度，单位K；

T0为物体周围的环境温度，单位K。

测量出所发射的E，就可得出温度。

利用这个原理制成的温度测量仪表叫红外温度仪表。这种测量不需要与被测对象接触，因此属于非接触式测量。红外温度仪表测温范围很宽，从-50℃直至高于3 000℃。在不同的温度范围，对象发出的电磁波能量的波长分布不同，在常温(0～100℃)范围，能量主要集中在中红外和远红外波长。用于不同温度范围和用于不同测量对象的仪表，其具体的设计也不同。

根据式(1)的原理，仪表所测得的红外辐射为：

式中：A为光学常数，与仪表的具体设计结构有关；

ε1为被测对象的辐射率；

ε2为红外温度计的辐射率；

T1为被测对象的温度(K)；

T2为红外温度计的温度(K);

他由一个内置的温度检测元件测出。

辐射率ε是一个用以表达物体发射电磁波能力的系数，数值由0至1.0。最理想的辐射物体是辐射率1.0的物体，物理上叫做黑体。这是一个理论上的概念，实际上并没有一种物体的辐射率能达到1.0。但可以制造出极为接近于ε=1.0的实际黑体，用于温度计的校准。所有

真实的物体，包括人体各部位的表面，其ε值都是某个低于1.0的数值。由于ε值极难测量而又不确定，所以在仪表测出E后，按式(2)计算出的T1就会有误差。在实际工作中，仪表是在ε=1.0的黑体上校准好出厂的，只有测量ε=1的对象，其示值才代表对象的实际温度，如果对象ε不等于1，则仪表读数不代表对象的实际温度，要进行修正。

人体主要辐射波长在9～10μm的红外线，通过对人体自身辐射红外能量的测量，便能准确地测定人体表面温度。由于该波长范围内的光线不被空气所吸收，因而可利用人体辐射的红外能量精确地测量人体表面温度。

人体的红外辐射特性与他的表面温度有着十分密切的关系，因此，通过对人体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定人体表面温度。红外温度测量技术的最大优点是测试速度快，1 s以内可测试完毕。由于他只接收人体对外发射的红外辐射，没有任何其他物理和化学因素作用于人体，所以对人体无任何害处。

2)测温的结构图

红外测温系统结构

3)测温仪特点

一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。红外辐射能量的大小按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此,通过对物体自身发出的红外能量的测量,便能准确地测出它的表面温度。红外测温仪能接收多种物体自身发射出的不可见红外辐射能量。红外辐射是电磁频谱的一部分,红外位于可见光和无线电波之间。当仪器测温时,被测物体发射出的红外辐射能量,通过测温仪的光学系统在探测器上转为电信号,并通过红外测温仪的显示部分显示出被测物体的表面温度。红外测温仪特点:非接触式测量,测温范围广,响应速度快,灵敏度高。但由于受被测对象的发射率影响,几乎不可能测到被测对象的真实温度,测量的是表面温度。

4)测温法的优缺点

(1)优点：

－与被测对象不接触，在测体温时不会造成不必要的感染；

－快速。通常测量时间小于1s，一般不会超过2s。

因此十分适合于在SARS预防检测中应用。

(2)缺点：

－仪表本身准确度不如接触式的医用温度计，通常不会优于0.2℃；－测量结果受许多因素影响，重要的是被测对象辐射率不确定性，不容易测出被测对象实际温度；测量距离变化和环境温度变化也会带来误差；

－仪表本身比较复杂，使用也比接触式医用温度计复杂，使用者要经一定培训才能正确使用；

－价格较高。