Infraraudonųjų spindulių termometras: kaip išmatuoti temperatūrą be kontakto?
Žmogaus kūno temperatūra pasikeis dėl daugelio būklių (ligų), o kūno temperatūros matavimas gali būti naudojamas norint nustatyti ir užregistruoti anomalijas.
Normali kūno temperatūra yra vidutinė daugelio žmonių temperatūra normaliomis sąlygomis, maždaug 37 laipsniai (98,6 laipsnio F). Kiekvieno žmogaus kūno temperatūra gali svyruoti 1 laipsniu F (0,6 laipsniu ) aukščiau arba žemiau šios normalios vertės.
Normalios kūno temperatūros pokyčiai yra susiję su jūsų aktyvumo lygiu ir paros laiku, taip pat su hormonų sekrecija jūsų organizme. Pavyzdžiui, kai moteriai įvyksta ovuliacija arba prasideda mėnesinės, jos kūno temperatūra dar labiau pakils ir kris.
Žmogaus kūno temperatūra taip pat skiriasi. Tiesiosios žarnos arba ausies būgnelio temperatūra yra {{0}},3–0,6 laipsnio aukštesnė už burnos temperatūrą, o pažasties temperatūra yra 0,3–0,6 laipsnis žemesnis.
Naudojant įprastus gyvsidabrio termometrus, burnoje ir pažastyse reikia laikyti 3–5 minutes. Infraraudonųjų spindulių metodu kūno temperatūrą išmatuoti galima gana greitai, o kaktos ir ausies būgnelio temperatūrai išmatuoti užtrunka vos kelias sekundes.
Matuoti temperatūrą infraraudonųjų spindulių temperatūros jutikliu atrodo nesudėtinga. Sulygiuokite, paspauskite mygtuką ir perskaitykite temperatūros reikšmę. Tačiau jei neįvaldysite matavimo principų ir metodų, išmatuotos temperatūros rezultatai labai nukryps.
Temperatūros matavimo metodus galima suskirstyti į dvi kategorijas: kontaktinius ir nekontaktinius. Kontaktiniai jutikliai apima termoporas, termistorius, RTD ir puslaidininkinius temperatūros jutiklius. Tokių jutiklių išvedami signalai iš tikrųjų atspindi jų pačių temperatūros pokyčius, todėl jie turi visiškai liestis su temperatūros matuojamu objektu, kad jų temperatūra būtų vienoda.
Kai kuriais atvejais bus varginantis naudoti kontaktinį temperatūros jutiklį, pvz.: matuojamas objektas ar terpė yra toli arba pavojingoje aplinkoje, kurią nėra lengva pasiekti; matuojamas objektas juda; matuojamas objektas yra mažas ir temperatūrą paveiks jutiklis. Šios problemos gali būti išspręstos taikant nekontaktinius temperatūros matavimo metodus.
Infraraudonųjų spindulių termometrai priklauso nekontaktiniam temperatūros matavimui, kuris naudoja ryšį tarp objektų šiluminės spinduliuotės ir objektų temperatūros.
Šiluma paprastai perduodama trimis būdais: laidumu, konvekcija ir spinduliuote. Šiluminė spinduliuotė iš esmės yra tam tikro bangos ilgio, nuo {{0}},7 iki 1000 mikronų, elektromagnetinės bangos. Infraraudonųjų spindulių termometrų naudojimas matuojant šiluminę spinduliuotę yra nuo 0,7 iki 14 mikronų, o dauguma objektų šiame diapazone spinduliuoja stipriausiai.
Objektui sugėrus energiją (įskaitant šilumą), pakyla jo temperatūra, kuri taip pat spinduliuoja šilumą. Esant šiluminei pusiausvyrai, sugerta šilumos energija (Wa) yra lygi išskiriamai šilumos energijai (We). Objekto temperatūra spinduliavimo šilumos energija atsispindi dviem formomis.
Vienas iš būdų yra tai, kad bendras šilumos energijos kiekis yra susietas su ketvirtąja absoliučios objekto temperatūros laipsniu:
Mes: šiluminės spinduliuotės pajėgumas; E: objekto spinduliuotė; σ: Stefano-Boltzmanno konstanta. T: absoliuti objekto temperatūra; A: emisijos sritis.
Paprastai matuojamo objekto E, A ir σ yra pastovūs, todėl objekto temperatūrą galima gauti matuojant We atvirkščiai. Šis metodas turi iš anksto nustatyti tokius parametrus kaip E ir A kalibruojant.
