ميزان الحرارة بالأشعة تحت الحمراء: كيف نحقق قياس درجة الحرارة بدون تلامس؟
ستتغير درجة حرارة جسم الإنسان بسبب العديد من الحالات (الأمراض) ، ويمكن استخدام قياس درجة حرارة الجسم للكشف عن حالات الشذوذ وتسجيلها.
درجة حرارة الجسم الطبيعية هي متوسط درجة الحرارة لمعظم الناس في الظروف العادية ، حوالي 37 درجة (98.6 درجة فهرنهايت). يمكن أن تختلف درجة حرارة كل جسم بشري بمقدار 1 درجة فهرنهايت (0. 6 درجات) أعلى أو أقل من هذه القيمة العادية.
ترتبط التغيرات في درجة حرارة الجسم الطبيعية بمستوى نشاطك والوقت من اليوم ، بالإضافة إلى إفراز الهرمونات في جسمك. على سبيل المثال ، عندما تبيض المرأة أو تأتي الدورة الشهرية ، ترتفع درجة حرارة جسمها وتنخفض أكثر.
تختلف درجة الحرارة داخل جسم الإنسان أيضًا. درجة حرارة المستقيم أو طبلة الأذن هي {0}. 3 ~ 0. 6 درجات أعلى من درجة حرارة الفم ، بينما درجة حرارة الإبط 0. 3 ~ 0.6 درجة أقل.
يحتاج استخدام موازين الحرارة الزئبقية العادية عمومًا إلى الإبقاء عليها في الفم والإبط لمدة 3 إلى 5 دقائق. من الأسرع نسبيًا قياس درجة حرارة الجسم بطريقة الأشعة تحت الحمراء ، ولا يستغرق الأمر سوى بضع ثوانٍ لقياس درجة حرارة الجبهة وطبلة الأذن.
يبدو قياس درجة الحرارة باستخدام مستشعر درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء أمرًا سهلاً. قم بمحاذاة واضغط على الزر واقرأ قيمة درجة الحرارة. ومع ذلك ، إذا لم تتقن مبادئ وطرق القياس ، فسوف تنحرف نتائج درجة الحرارة المقاسة إلى حد كبير.
يمكن تقسيم طرق قياس درجة الحرارة إلى فئتين: الاتصال وعدم الاتصال. تشمل مستشعرات التلامس المزدوجات الحرارية ، والثرمستورات ، وأجهزة RTD ، وأجهزة استشعار درجة حرارة أشباه الموصلات. تعكس الإشارات الناتجة عن هذه المستشعرات في الواقع تغيرات درجة الحرارة الخاصة بها ، ويجب أن تكون على اتصال كامل بالجسم المقاس لدرجة الحرارة لجعل درجات الحرارة متسقة.
في بعض الحالات ، سيكون من الصعب استخدام مستشعر درجة حرارة التلامس ، مثل: الكائن أو الوسيط المقاس بعيد ، أو في بيئة خطرة ، يصعب الوصول إليها ؛ الكائن المقاس في حالة حركة ؛ الجسم المقاس صغير وستتأثر درجة الحرارة بالمستشعر. يمكن حل هذه المشكلات باستخدام طرق قياس درجة الحرارة غير المتصلة.
تنتمي موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء إلى قياس درجة الحرارة بدون تلامس ، والتي تستخدم العلاقة بين الإشعاع الحراري للأجسام ودرجة حرارة الأشياء للعمل.
تنتقل الحرارة عادة بثلاث طرق: التوصيل ، والحمل الحراري ، والإشعاع. الإشعاع الحراري هو في الأساس موجات كهرومغناطيسية ذات طول موجي معين ، يتراوح من {0}}. 7 إلى 1000 ميكرون. الاستخدام الفعلي لمقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء لقياس الإشعاع الحراري له نطاق طول موجي يتراوح من 0.7 إلى 14 ميكرون ، وتشع معظم الأجسام الأقوى في هذا النطاق.
يتسبب امتصاص الجسم للطاقة (بما في ذلك الحرارة) في ارتفاع درجة حرارته ، مما يؤدي أيضًا إلى إشعاع الحرارة. في حالة التوازن الحراري ، الطاقة الحرارية الممتصة (Wa) تساوي الطاقة الحرارية المنبعثة (نحن). تنعكس درجة حرارة الجسم في الطاقة الحرارية المشعة في شكلين.
إحدى الطرق هي أن الكمية الإجمالية للطاقة الحرارية مرتبطة بالقوة الرابعة لدرجة الحرارة المطلقة للجسم:
نحن: قدرة الإشعاع الحراري. E: انبعاثية الكائن ؛ σ: ثابت ستيفان بولتزمان. T: درجة الحرارة المطلقة للجسم ؛ ج: منطقة الانبعاث.
عادةً ما تكون E و A و للكائن المقاس ثابتة ، لذلك يمكن الحصول على درجة حرارة الجسم عن طريق قياس We في الاتجاه المعاكس. تحتاج هذه الطريقة إلى تحديد معلمات مثل E و A من خلال المعايرة مسبقًا.
