Можно ли пирометром измерить температуру человека
Автор:
29 марта 2020 08:57
Ликбез для желающих купить дешево и быстро
Немного загодя:
Иногда выставляю на авито разные безделушки. В данный момент выставил новый недорогой пирометр за разумную цену (900р) и буквально на меня обрушился шквал звонков. Никто само объявление не читает, хотя явно указаны параметры. Всем нужен пирометр для измерения температуры тела человека. Многим даже оптом и готовы прямо сейчас водителя прислать . . . И каждому по телефону я объяснял, разницу между промышленным пирометром хоть и простым и медицинским. Слышал слова благодарности за разъяснение и на этом все. Товар так и не продан. Наверное я не бизнесмен ни разу, поскольку люди не понимают разницы, а по итогу получат проблему и будут еще и продавцу мозг выносить.
Вернемся к нами баранкам, почему казалось бы очень похожая вещь не совсем подходит для наших целей. Очень кратко на уровне потребителя.
Пирометры медицинские выполняют всего одну функцию – дистанционное измерение температуры тела, поэтому конструкция и функциональность упрощены до предела, что позволяет серьезно снизить цену.
Имеют крайне узкий диапазон измерения – от 32 до 42 °С. Универсальные устройства на такой диапазон не выпускаются. Их “стихия” – сотни и тысячи градусов.
Не имеют настройки коэффициента эмиссии, поскольку жестко запрограммированы на заводе под отражательную способность человеческого тела.
А вот тут поподробнее
Часто задают вопрос: а можно ли использовать самый обычный – бытовой или промышленный прибор для измерения температуры тела на расстоянии ?
Чтобы сделать обоснованный вывод, понадобится разновидность с изменяемым коэффициентом эмиссии.
ДЕШЕВЫЕ ПИРОМЕТРЫ ИМЕЮТ ФИКСИРОВАННОЕ ЗНАЧЕНИЕ ЭМИССИИ 0.9 (0.95)
Для любых дистанционных измерений, если тип материала, структура поверхности и вид механической обработки не известны, для приборов с настройкой коэффициента эмиссии необходим температурный эталон.
При измерении температуры тела таким эталоном будет выступать сама поверхность, например лба или ладони. В идеале, температура должна составить 36,6 °С Но это средняя температура по больнице.
У разных людей температура хоть немного, но будет различаться из-за индивидуальных особенностей, связанных со структурой кожи или особенностями терморегуляции организма.
Погрешность может вносить и природная потливость, что влияет на процессы испарения и понижение температуры тела
Кроме того, выделение пота зависит напрямую от температуры окружающего воздуха. Но эту особенность можно обойти, если ориентироваться не на величину 36,6 °С, а на показатель, который предоставит тот же самый ртутный градусник, выступающий в качестве эталонного измерителя температуры.
Путем подстройки под излучающую способность тела, можно так выполнить настройки, чтобы разница между истинной температурой и измеренной достигала минимальных значений.
Казалось бы бинго – вот оно решение !
И не нужно тратиться на покупку специализированного инфракрасного градусника.
Например, для конкретного человека с определенной структурой кожи и показателем влажности, мы определили что при коэффициенте эмиссии 0,61, истинная температура тела составляет не 36,6 °С, а допустим 36,4, что будет сильно отличаться от показаний дешевого пирометра с фиксированным коэффициентом 0.9.
А как быть с остальными членами семьи ? У новорожденных, пенсионеров и лиц трудоспособного возраста, температурные показатели могут колебаться. Получается для каждого нужно записывать свой, “персональный” коэффициент, где-то эти значения хранить и при необходимости измерения, вносить изменения в настройки ?
Сложно и не удобно !
Но где гарантия что сегодня например у человека рука или лоб сухие, а завтра человек начинает нервничать и дома жарко и кожа покроется потом ?
Еще один фактор погрешности – значительно различающаяся температура разных участков тела. Наиболее низкая температура наблюдается в местах, где тонкие капилляры и кровоснабжение минимальное – например на пальцах ног, а наиболее высокая, где обычно и меряют температуру градусником – в подмышечных впадинах.
Хотя в процессе диагностики и на этапе лечения в зависимости от вида заболевания, врачи определяют мест для контроля температуры тела значительно больше.
Рассмотренный набор погрешностей на самом деле играет не решающее значение. Ведь мы измеряем температуру всегда в одном и том же месте.
Все дело в паспортной точности ! Специализированные медицинские термометры имеют низкую погрешность – в среднем в 10-20 раз меньше, чем у 80-90% универсальных.
Это жизненно важно, поскольку каждая лишняя десятая доля градуса может повлиять на процесс принятия решения – например вызывать скорую или не пустить работника на проходной на работу.
А теперь представим себе, что показывается 36,6 °С, нам удалось подстроить коэффициент эмиссии и показывается та же величина.
Но если градусник имеет погрешность всего лишь ±0,2°С, тогда реальное значение температуры может находиться в диапазоне от 36,4 до 36,8 °С.
А вот бесконтактный термометр с погрешностью ±2°С расширяет границы с 34,6 до 38,6 °С, что конечно совершенно не допустимо.
Так что даже если на дисплее показывается 36,6°С, не факт, что это действительно так !
Но зато при дистанционном методе есть огромный плюс – непревзойденная скорость измерения. Пару секунд и 5 минут – есть разница ?
Следует обратить внимание еще на фактор расстояния.
Нет никакой необходимости измерять температуру с несколько метров, поскольку отсутствуют два ключевых фактора:
опасность приближения (экстремальная температура, раскаленные брызги, высокое электрическое напряжение);
физическая не возможность приблизиться – высоко, глубоко, мешает технологическое оборудование и др.
Поэтому проверка температуры тела производится с 5-10 см. Если отойти дальше, тогда в поле зрения оптической линзы попадут “посторонние” тепловые лучи с окружающих предметов.
Подведение итогов: Для измерения температуры тела нужен медицинский пирометр. Универсальный можно использовать, если подобрать коэффициент эмиссии, но это крайне не удобно и строго индивидуально. Дешевые пирометры с фиксированным коэффициентом будут давать неверные значения. Можно конечно корректировать показания в уме, но погрешность сводит на нет само измерение.
Авторский пост
Ссылки по теме:
Понравился пост? Поддержи Фишки, нажми:
Источник
Повседневный атрибут домашней аптечки – жидкостный ртутный термометр, информирующий нас об опасно высокой температуре, чтобы своевременно вызвать врача или принять предписанные доктором лекарства.
Низкая скорость измерения температуры и опасность разлива ртути привели к появлению альтернативных измерительных приборов и все более популярными становятся бесконтактные инфракрасные градусники.
По принципу действия это те же пирометры, иногда называемые медицинскими, но с некоторыми особенностями.
- Выполняют всего одну функцию – дистанционное измерение температуры тела, поэтому конструкция и функциональность упрощены до предела, что позволяет серьезно снизить цену.
- Имеют крайне узкий диапазон измерения – от 32 до 42 °С. Универсальные устройства на такой диапазон не выпускаются. Их “стихия” – сотни и тысячи градусов.
- Не имеют настройки коэффициента эмиссии, поскольку жестко запрограммированы на заводе под отражательную способность человеческого тела.
Но часто задают вопрос: а можно ли использовать самый обычный – бытовой или промышленный прибор для измерения температуры тела на расстоянии ?
Чтобы сделать обоснованный вывод, понадобится разновидность с изменяемым коэффициентом эмиссии.
Для любых дистанционных измерений, если тип материала, структура поверхности и вид механической обработки не известны, для приборов с настройкой коэффициента эмиссии необходим температурный эталон.
При измерении температуры тела таким эталоном будет выступать сама поверхность, например лба или ладони. В идеале, температура должна составить 36,6 °С
Но здесь мы встречаемся с ограничениями.
| У разных людей температура хоть немного, но будет различаться из-за индивидуальных особенностей, связанных со структурой кожи или особенностями терморегуляции организма. У людей рабочих специальностей кожа может быть жесткой и неоднородной |
| Погрешность может вносить и природная потливость, что влияет на процессы испарения и понижение температуры тела |
| Кроме того, выделение пота зависит напрямую от температуры окружающего воздуха. Потоотделение – защитный рефлекс, защищающий тело от перегрева. Температура повышается из-за нагрева и одновременно уменьшается из-за потоотделения, чтобы поддерживался стабильный для жизнедеятельности внутренних систем баланс |
Но эту особенность можно обойти, если ориентироваться не на величину 36,6 °С, а на показатель, который предоставит тот же самый ртутный градусник, выступающий в качестве эталонного измерителя температуры.
Путем подстройки под излучающую способность тела, можно так выполнить настройки, чтобы разница между истинной температурой и измеренной достигала минимальных значений.
Казалось бы – вот оно решение !
И не нужно тратиться на покупку специализированного инфракрасного градусника.
Например, для конкретного человека с определенной структурой кожи и показателем влажности, мы определили что при коэффициенте эмиссии 0,61, истинная температура тела составляет не 36,6 °С, а допустим 36,4.
А как быть с остальными членами семьи ? У новорожденных, пенсионеров и лиц трудоспособного возраста, температурные показатели могут колебаться. Получается для каждого нужно записывать свой, “персональный” коэффициент, где-то эти значения хранить и при необходимости измерения, вносить изменения в настройки ?
Сложно и не удобно ! Если конечно фанатично задаться целью, на эти “мелочи” можно не обращаться внимание.
Но где гарантия что сегодня например у человека рука или лоб сухие, а завтра человек начинает нервничать и дома жарко и кожа покроется потом ?
Еще один фактор погрешности – значительно различающаяся температура разных участков тела. Наиболее низкая температура наблюдается в местах, где тонкие капилляры и кровоснабжение минимальное – например на пальцах ног, а наиболее высокая, где обычно и меряют температуру градусником – в подмышечных впадинах.
Хотя в процессе диагностики и на этапе лечения в зависимости от вида заболевания, врачи определяют мест для контроля температуры тела значительно больше.
Рассмотренный набор погрешностей на самом деле играет не решающее значение.
Все дело в паспортной точности ! Специализированные медицинские термометры имеют низкую погрешность – в среднем в 10-20 раз меньше, чем у 80-90% универсальных
Это жизненно важно, поскольку каждая лишняя десятая доля градуса может повлиять на процесс принятия решения – например вызывать скорую. Если будет ошибка, последствия могут быть самыми плачевными.
А теперь представим себе, что показывается 36,6 °С, нам удалось подстроить коэффициент эмиссии и показывается та же величина.
Но если градусник имеет погрешность всего лишь ±0,2°С, тогда реальное значение температуры может находиться в диапазоне от 36,4 до 36,8 °С.
А вот бесконтактный термометр с погрешностью ±2°С расширяет границы с 34,6 до 38,6 °С, что конечно совершенно не допустимо.
Так что даже если на дисплее показывается 36,6°С, не факт, что это действительно так !
Но зато при дистанционном методе есть огромный плюс – непревзойденная скорость измерения. Пару секунд и 5 минут – есть разница ?
Следует обратить внимание еще на фактор расстояния.
Нет никакой необходимости измерять температуру с несколько метров, поскольку отсутствуют два ключевых фактора:
- опасность приближения (экстремальная температура, раскаленные брызги, высокое электрическое напряжение);
- физическая не возможность приблизиться – высоко, глубоко, мешает технологическое оборудование и др.
Поэтому проверка температуры тела производится с 5-10 см. Если отойти дальше, тогда в поле зрения оптической линзы попадут “посторонние” тепловые лучи с окружающих предметов.
Источник
Коронавирус пришел на нашу планету всерьез и надолго. С ним мы будем жить еще не один месяц. Соответственно, все работающие предприятия и организации должны усилить контроль за своими работниками, своевременно выявляя заболевших.
Одним из таких способов является измерение температуры тела человека. Традиционные контактные методы при помощи ртутных или электронных термометров уже не подходят. Слишком высока вероятность распространения инфекции через использование одних предметов. Поэтому во всем мире перешли на применение бесконтактных приборов: термометров, пирометров и тепловизоров. Они позволяют быстро выявить тех, кто пришел на работу с высокой или повышенной температурой.
Все три типа приборов умеют замерять температуру без контакта с объектами. Однако у них есть существенные отличия. В этой публикации мы расскажем о них и объясним, почему для средних и крупных предприятий лучше использовать тепловизор для измерения температуры тела.
Разобраться во всех тонкостях тепловизоров нам помогут специалисты из интернет-магазина систем безопасности ControlGate. Их отдел тепловизионной техники уже не один год занимается сравнением характеристик устройств в полевых условиях. Подробные развернутые описания различных тепловизоров смотрите в разделе https://controlgate.ru/catalog/teplovizory/.
Пирометры
Первыми в мире появились пирометры, которые измеряют температуру объекта за счет его теплового (инфракрасного) излучения. Излучают все окружающие нас предметы, только мы этого не видим. А вот приборы видят. Минус пирометров в том, что данные на дисплей выводятся в виде цифр. Сразу замерить температуру нескольких объектов невозможно. Нужно наводить прибор на каждого сотрудника. Если их много, это займет много времени. Появятся очереди со всеми вытекающими проблемами. К тому же для обслуживания каждого пирометра потребуется отдельный работник. Добавьте к этому невысокую точность универсальных промышленных пирометров, и вы поймете, что это не лучший вариант.
Термометры
Бесконтактный термометр — это тот же пирометр, но настроенный на определение температуры человеческого тела. Это узкоспециализированный прибор, откалиброванный под особенности человека. Разные части тела показывают разную температуру, но термометр показывает «правильную» температуру за счет введения поправок. Он выглядит как пистолет из будущего и выдает на дисплее текущую температуру. Недостатки у него те же самые — низкая скорость проверки большого потока людей и необходимость наводиться на каждый объект по отдельности. При этом расстояние до человека должно быть небольшим: от нескольких сантиметров до нескольких десятков сантиметров.
Тепловизоры
Тепловизор — это приборы более высокого класса. Они более быстрые и точные. Главное их отличие с точки зрения потребителя заключается в том, что вы получаете не цифры, а двухмерную картинку с тепловой картой окружающей местности. Чем «теплее» объекты, тем они ярче светятся.
В строительстве и ЖКХ-сфере тепловизоры используют для определения утечек тепла. В приборах ночного видения — для обнаружения скрытой живой силы и техники (маскировка не поможет, так как излучаемое тепло сложно скрыть). Есть и другие плюсы:
• низкое время отклика (порядка одной секунды),
• возможность сохранения информации в памяти прибора,
• дальнобойность (от нескольких десятков до нескольких сотен метров).
Поскольку тепловизор способен выявлять температурные аномалии среди множества людей, с начала эпидемии коронавируса их стали активно применять в крупных предприятиях, аэропортах, вокзалах и других местах, где проходит большой пассажиропоток. Тепловизоры бывают портативные, стационарные, поворотные, многоканальные (скоростные и высокоточные). Ручной прибор можно легко превратить в стационарный, установив его на штатив или зафиксировав. Также тепловизоры гораздо «умнее» термометров и их можно сопрягать с системами контроля удаленного доступа, подключать к компьютерам службы охраны.
При желании, можно настроить работу СКУД таким образом, чтобы турникет автоматически блокировался при появлении человека с высокой температурой, а на пульт охраны подавалось соответствующее оповещение. Разумеется, на такое способны не дешевые поделки, слепленные на коленке, а оборудование от серьезных фирм, таких как HikVision, ZkTeco и другие. Такие приборы стоят дороже, но быстро окупают себя. Также не стоит забывать, что тепловизоры можно использовать не только для определения температуры сотрудников. Они помогут выявить утечки тепла из зданий, коммунальных сетей. Это позволит сэкономить на отоплении и быстрее окупить приобретение устройства.
Будьте здоровы. Ждем ваших комментариев.
Источник
Пирометр — это наиболее доступный и безопасный прибор для бесконтактного измерения температуры.
Причем он широко используется как в электричестве, так и в системах теплоснабжения.
Однако область его применения только этими отраслями не ограничивается. С его помощью замеряют температуру движущихся частей механизмов. Например, чтобы выяснить греется подшипник на двигателе или нет.
Выявляют перепады температур на смежных поверхностях – цилиндры компрессора в холодильных установках, или отдельные детали внутри автомобиля.
Допустим у вас греется двигатель по неизвестной причине и вам нужно выяснить почему. Для этого пирометром сначала замеряете температуру на выходном патрубке термостата и сравниваете ее с температурой радиатора.
Если разница очень большая, тогда скорее всего виноват термостат.
Еще один из вариантов применения – измерение температуры раскаленного металла для его правильной обработки.
Если это делать классическими термометрами, то вы потеряете драгоценное время на нагрев самой термопары. А беспроводным термокрасным пирометром, все это занимает буквально мгновение.
Вот сводная графическая миниатюра и расшифровка возможностей и областей применения пирометров:
Расшифровка и особенности
Почему пирометр врет — причины
Почему пирометр врет — причины
Прибор этот безусловно хороший, но давайте подробнее рассмотрим вопрос, как же им правильно пользоваться. Ведь простое наведение лазерного луча и считывание показаний на электронном табло, не всегда гарантирует и дает корректные результаты.
При замерах существует множество погрешностей, о которых большинство пользователей даже не догадывается. Измерение температур при помощи оптического прибора, отличается от измерения температуры приборами контактными.
Вот основные ошибки, которые допускают новички:
- не учитывается материал, из которого сделан предмет измерения
- замеры производятся через стекло или в пыльном, влажном помещении
- температура самого пирометра значительно отличается от температуры окружающей среды
- измерения происходят слишком далеко от объекта, без учета конуса расширения луча
- экономные “специалисты” пытаются работать прибором наподобие тепловизора на больших площадях, не учитывая при этом частоту обновления показаний девайса
Рассмотрим все эти моменты более подробно.
Погрешность при отражении луча и коэффициент излучения
Погрешность при отражении луча и коэффициент излучения
Когда вы измеряете градусы контактным термометром, вы по факту делаете замер только температуры тела. А вот если вы попытаетесь тоже самое проделать на некотором расстоянии, то вы попутно измерите все те волны и лучи, которые не зависимо от вашего желания так или иначе попадают в объектив пирометра.
А попадает туда не только то излучение, которое испускает тело.
И если при этом не знать как правильно настраивать пирометр, то прибор будет показывать полную белиберду.
Что это за помехи, которые влияют на точность измерения? При работе с инструментом в его объектив попадает 3 составляющих:
- лучи, которые тело пропускает через себя
- лучи, которые оно испускает (это его собственная температура)
- отраженные лучи от окружающих предметов
Пропускаемые лучи в расчетах обычно не учитываются, потому то большинство тел попросту непрозрачны для них. Поэтому в расчет берутся только две величины:
- коэффициент излучения или коэффициент эмиссии
Причем вас в большей степени должен интересовать именно коэфф. излучения, так как это и есть та самая температура, которую имеет тело.
Коэффициент эмиссии (излучения) — это величина, которая показывает сколько процентов от всего излучения составляет именно тепло. Остальное может быть отраженный свет или свет, который проходит сквозь тело.
В этом плане стоит заметить, что пирометр не может измерять температуру предмета, который находится за стеклом, в дыму или тумане.
Стекло для оптики прибора – это не прозрачный элемент, а отдельный объект, выделяющий свое собственное излучение. Поэтому его нужно убирать из области замера.
Большинство тел и поверхностей нас окружающих, имеют коэффициент излучения равный 0,95. Именно такие заводские настройки изначально выставляются на приборах.
Причем на дешевых моделях, они жестко встроены в программную составляющую раз и навсегда, и изменить вы их не сможете. На более дорогих аппаратах, данный коэфф. можно регулировать вручную.
Для чего это необходимо делать? У разных по составу и свойствам тел, коэфф. излучения отличается. И чем он выше, тем точнее будут результаты измерения температуры пирометром.
Например, если он составляет величину К=0,95, то у вас на отражение остается всего 5%. Ошибка, которую будут вносить эти самые 5%, будет крайне мала и ей можно пренебречь.
Но дело в том, что на практике как в электричестве, так и в отоплении, нас мало интересуют предметы с высоким коэффициентом излучения. К таковым относятся стены, пол, поверхность стола, предметы мебели и т.д.
Пирометром мы в первую очередь измеряем медные или алюминиевые контакты, радиаторы батарей отопления, трубы, хромированные полотенцесушители и т.п.
Все они имеют яркую блестящую поверхность, которая как раз-таки и вносит существенную ошибку в данные замеров. При этом есть определенный нюанс.
Разница показаний при замерах нагретых и холодных тел
Разница показаний при замерах нагретых и холодных тел
К примеру, если у вас предмет имеет температуру окружающей среды, то излучает и отражает он приблизительно одну и ту же температуру. Но если его при этом нагреть, то сразу же появится погрешность, существенно искажающая реальные данные.
Чтобы удостоверится во всем вышесказанном, можете сами провести простейший эксперимент. Возьмите блестящую кастрюлю и какую-нибудь книжку.
Далее проведите замеры на них одним и тем же пирометром. Чтобы повысить точность эксперимента, старайтесь делать замеры в одной точке.
Результаты у вас точно не будут одинаковыми, правда сильной разницы вы не увидите. Если перепроверить это дело контактным термометром, то отклонения будут составлять всего 2-3 градуса.
Но это все будет справедливо только при комнатной температуре предметов. А что будет, если в кастрюлю залить горячую воду?
Измерения в этом случае тут же пойдут в разнос.
Это говорит о том, что температура нагретых гладких блестящих поверхностей, просто так пирометром не измеряется.
Поэтому, когда в видеороликах показывают, насколько элементарно бесконтактным измерителем определить температуру батарей или контактов, не сильно доверяйте данной рекламе.
Таблица коэффициентов излучения разных материалов
Таблица коэффициентов излучения разных материалов
В большинстве случаев, нельзя просто так направить луч, нажать курок и тут же получить правильный результат измерения на табло. На блестящих нагретых предметах все пирометры начинают сильно врать.
И зависит эта погрешность напрямую от коэффициента излучения. Вот подробная таблица коэффициентов излучения различных материалов. Этими данными необходимо пользоваться каждый раз при замерах пирометрами.
Чтобы повысить точность измерений, стоит покупать более дорогие модели с возможностью выставления этих коэфф. внутри программных настроек.
Замерить температуру материалов, которых нет в таблице, можно двумя способами. Использовать “мишень” с известным коэфф., накладывая ее на измеряемый объект.
Или сначала определить контактным термометром температуру поверхности, и затем меняя значения в приборе, добиться примерного совпадения.
Как правильно измерять температуру бесконтактным способом
Как правильно измерять температуру бесконтактным способом
Процесс правильного замера пирометром будет выглядеть следующим образом.
Определяете материал из которого сделан предмет (сталь, медь, алюминий). Далее в таблице ищите его коэффициент излучения и заносите эту поправку в сам прибор.
И только после этого направляете луч инфракрасного пирометра на объект.
При таком измерении вы действительно получите близкие результаты к фактической температуре. Ну а те девайсы, в которых заводом жестко установлен коэфф.=0.95, попросту будут врать при каждом замере.
Под каким бы углом вы не направляли луч, как близко бы не подносили прибор к поверхности, искажения в любом случае будут. И здесь речь уже идет не об одном или двух градусах.
Погрешность может составлять десятки единиц!
На каком
На каком