红外耳温计的校准

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1、检定与校准红外耳温计的校准柏成玉原遵东王铁军(中国计量科学研究院,北京100013)摘要建立了红外耳温计校准装置,在30～50℃范围内黑体辐射源温度的扩展不确定度为38mK(k=2)。对影响红外耳温计校准结果的主要因素开展实验研究,提出红外耳温计校准实验条件。关键词红外耳温计;校准条件;测量重复性度,(V/W);为探测器接收到的辐射通量,(W);0引言K为红外耳温计的仪器系数,包含探测器立体角,体温是人体一项重要基本生理指标,是临床疾探测器受光面积因素,对于特定红外耳温计,其值为病诊断和生命状态判定的重要依据之一,尤其在严常数;εb为被测物体表面发射率;εs为探测器表

2、面重急性呼吸系统综合症(SARS)、禽流感等大规模流发射率;σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数,其值为5.67行病防治及控制中,体温的快速准确测定尤为重要。-824×10W/(m·K);Tb为被测物体表面温度,(K);红外耳温计(以下简称耳温计)具有测量速度快、耳Ts为探测器表面温度,(K)。温计本身与被测者不直接接触和对环境不产生污染对应于任一确定探测器温度(Ts),可以建立探等优点,应用日渐广泛。在欧洲、美国和日本等发达测器输出(U0)与被测物体表面温度(Tb)之间一一国家或地区,耳温计已经成为常规体温检测仪器,并对应关系。红外耳温计测温时,通过测量探测器的[1-3]已经制

3、定完备的产品标准。自2003年后,在我输出(U0)和探测器温度(Ts),计算被测物体的表面[4]国耳温计被广泛应用于临床研究、出入境口岸、温度(Tb),测量过程如图1所示。公共场所体温监测和家庭保健。同时,我国已具有一定的耳温计生产能力,由此建立稳定可靠的耳温计校准方法和统一的产品评估标准成为计量科学工作一项迫切要求。为此,中国计量科学研究院建立了一套耳温计校准装置,进行耳温计校准方法实验研究,并开展了耳温计校准和型式批准工作。1红外耳温计测温原理图1红外耳温计测量过程1984年,DavidPhilips发明了世界上第一台红红外耳温计通常具有耳温模式、估计模式和校外耳

4、温计。红外耳温计通过测量人体耳道和(或)鼓准模式三种工作状态。耳温模式下,红外耳温计显膜的热辐射来测定人体温度。红外耳温计通常采用示的测量结果为耳温,是考虑了人体耳鼓膜和耳道热电探测器为传感器,测量范围一般为32～42.共同构成的生理结构的温度分布和有效发射率等因5℃,探测器波长响应范围为7～13μm,在36～39℃素而测定的人体耳温。估计模式下,利用人体不同范围内测量准确度为±0.2℃。[1-2]部位温度分布差异的统计结果,红外耳温计根据测红外耳温计测量的数学模型为:U44定的当前耳温通过数学运算估计出处于当前耳温下0=S·=S·K·εb·εs·σ(Tb-Ts)(1

5、)时,人体其他部位对应的温度,如红外耳温计的显示式中,U0为探测器输出,(V);S为探测器灵敏·46·计量技术2007.No4检定与校准测量结果为口腔温度、腋下温度或直肠温度等。耳3红外耳温计校准实验研究温模式和估计模式都是红外耳温计用于人体温测量时所处工作状态。校准模式是红外耳温计测量标准红外耳温计校准的数学模型为:黑体温度时所处的工作状态,是红外耳温计分度及Δt=t-t0(2)校准时所处的工作状态。一种红外耳温计产品不一式中,Δt为红外耳温计固有误差,(℃);t为红外耳定完全具备以上三种工作状态,即可能只具有耳温温计测量的黑体辐射源温度,(℃);t0为参考温度模式

6、或估计模式,但一定具备校准模式。红外耳温计测量的黑体辐射源温度,(℃)。计的分度及校准必须在校准模式下进行。通过对红本文随机抽取了4个品牌的8支红外耳温计样外耳温计进行特定按键操作或跳线方法可以进入红品,利用红外耳温计校准装置,针对测量时间,测量外耳温计的校准模式。时间间隔和探头保护罩这三个影响校准结果的主要因素展开实验研究,在理论分析及实验的基础上确2红外耳温计校准装置定了红外耳温计校准实验条件。红外耳温计为辐射测温仪器,采用温度准确已3.1测量时间对红外耳温计测量结果的影响知的标准黑体辐射源校准。与工业用红外温度计相进行耳温计校准时,将耳温计插入黑体空腔开比,具有

7、测量范围小,准确度高的特点。在充分考虑口放置一定时间后进行测量。表1反映了将耳温计耳温计校准实验研究需要及可行性的基础上,我们插入黑体空腔开口放置不同时间后再进行测量,耳建立了水浴式耳温计校准装置,如图2所示。耳温温计示值的变化。计校准装置由恒温水槽、黑体辐射源空腔、标准铂电由表1可知,对于大多数品牌,耳温计插入黑体阻和电测设备组成。水流从内桶底部快速盘旋上空腔开口后放置时间的长短对测量结果有明显影升,形成均匀稳定的恒温水浴环境。圆锥圆柱形紫响,影响幅度因品牌而异。理论分析其原因为耳温铜空腔垂直浸没在恒温水浴中,空腔内壁表面喷涂计进行测量时,辐射换热