Termometro a infrarossi: come ottenere una misurazione della temperatura senza contatto?
La temperatura del corpo umano cambierà a causa di molte condizioni (malattie) e la misurazione della temperatura corporea può essere utilizzata per rilevare e registrare anomalie.
La temperatura corporea normale è la temperatura media per la maggior parte delle persone in condizioni normali, intorno ai 37 gradi (98,6 gradi F). Ogni temperatura del corpo umano può variare di 1 grado F (0.6 gradi ) al di sopra o al di sotto di questo valore normale.
I cambiamenti della normale temperatura corporea sono correlati al livello di attività e all'ora del giorno, nonché alla secrezione di ormoni nel corpo. Ad esempio, quando una donna ovula o ha le mestruazioni, la sua temperatura corporea aumenterà e diminuirà ancora di più.
Anche la temperatura all'interno del corpo umano varia. La temperatura del retto o del timpano è {{0}}.3~0.6 gradi superiore alla temperatura orale, mentre la temperatura dell'ascella è 0.3~0.6 grado inferiore.
L'uso di normali termometri a mercurio generalmente deve essere tenuto in bocca e sotto le ascelle per 3-5 minuti. È relativamente veloce misurare la temperatura corporea con il metodo a infrarossi e bastano pochi secondi per misurare la temperatura della fronte e del timpano.
La misurazione della temperatura con un sensore di temperatura a infrarossi sembra semplice. Allineare, premere il pulsante e leggere il valore della temperatura. Tuttavia, se non si padroneggiano i principi e i metodi di misurazione, i risultati della temperatura misurata saranno notevolmente deviati.
I metodi di misurazione della temperatura possono essere suddivisi in due categorie: a contatto e senza contatto. I sensori di contatto includono termocoppie, termistori, RTD e sensori di temperatura a semiconduttore. I segnali emessi da tali sensori riflettono effettivamente i propri cambiamenti di temperatura e devono essere in pieno contatto con l'oggetto misurato per rendere le loro temperature coerenti.
In alcuni casi, sarà problematico utilizzare un sensore di temperatura a contatto, come ad esempio: l'oggetto o il mezzo misurato è lontano, o in un ambiente pericoloso, che non è facile da raggiungere; l'oggetto misurato è in movimento; l'oggetto misurato è piccolo e la temperatura sarà influenzata dal sensore. Questi problemi possono essere risolti utilizzando metodi di misurazione della temperatura senza contatto.
I termometri a infrarossi appartengono alla misurazione della temperatura senza contatto, che utilizza la relazione tra la radiazione termica degli oggetti e la temperatura degli oggetti per funzionare.
Il calore viene solitamente trasferito in tre modi: conduzione, convezione e irraggiamento. Le radiazioni termiche sono essenzialmente onde elettromagnetiche di una certa lunghezza d'onda, che vanno da {{0}},7 a 1000 micron. L'uso effettivo di termometri a infrarossi per misurare la radiazione termica ha una gamma di lunghezze d'onda da 0,7 a 14 micron e la maggior parte degli oggetti irradia la più forte in questa gamma.
L'assorbimento di energia (compreso il calore) da parte di un oggetto provoca un aumento della sua temperatura, che irradia anche calore. In equilibrio termico, l'energia termica assorbita (Wa) è uguale all'energia termica emessa (We). La temperatura di un oggetto si riflette nell'energia termica radiante in due forme.
Un modo è che la quantità totale di energia termica è correlata alla quarta potenza della temperatura assoluta dell'oggetto:
We: capacità di irraggiamento termico; E: emissività dell'oggetto; σ: costante di Stefan-Boltzmann. T: temperatura assoluta dell'oggetto; A: zona di emissione.
Di solito, E, A e σ dell'oggetto misurato sono costanti, quindi la temperatura dell'oggetto può essere ottenuta misurando We al contrario. Questo metodo deve determinare in anticipo parametri come E e A attraverso la calibrazione.
