CN108414090A - 一种校验红外耳温计的装置及校验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开提出了一种校验红外耳温计的装置及校验方法，该装置包括恒温槽、标准温度计、第一黑体辐射源、第二黑体辐射源、第三黑体辐射源，标准温度计、第一黑体辐射源、第二黑体辐射源和第三黑体辐射源均***到恒温槽中，第一黑体辐射源、第二黑体辐射源、第三黑体辐射源的发射率分别为0.932、0.950、ε，其中ε≥0.998。将耳温计对准三个黑体辐射源，所测得的温度通过公式进行换算，换算得到的结果与标准温度计的测量值41℃进行比较。本发明使用一种较为简单的测量装置，操作方便，使红外耳温计的校准方法更加便捷，操作过程更加简单，性价比高，为红外耳温计的校准提供了相应的技术保证。
Description
技术领域
本发明涉及热力学领域，特别涉及一种校验红外耳温计的装置及校验方法。
背景技术
体温是人体一项重要基本生理指标，是临床疾病诊断和生命状态判定的重要依据之一。红外耳温计具有测量速度快、耳温计本身与被测者不直接接触和对环境不产生污染等优点，应用日渐广泛。
红外耳温计一般需要在35.5℃、37℃和41℃进行校准后才能使用。红外耳温计的校准装置中，我们熟知的有两种，一种是用电炉加热黑体辐射源的装置，另一种是用水浴加热黑体辐射源的装置。这两种校准装置通常只有一个黑体辐射源。校准时可以采用上行程，或下行程方法，即将温度从35.5℃先后加热到37℃和41℃，或将41℃先后降到37℃和35.5℃，分别将红外耳温计与标准温度计在三个温度点进行比较。装置的升降温和校准点温度的稳定需要较长的时间，因此运用上述校准装置所需要的校准时间较长。
发明内容
针对上述不足，本发明提供一种校验红外耳温计的装置及校验方法，该装置具有三个不同发射率的黑体辐射空腔体，将恒温槽加热到一个固定温度，采用三个不同发射率的黑体辐射空腔体，用一点法校验方法进行校准，从而可以快速方便的校准红外耳温计。
本发明所采用的技术方案如下：一种校验红外耳温计的装置，包括恒温槽、标准温度计、第一黑体辐射源、第二黑体辐射源、第三黑体辐射源，标准温度计、第一黑体辐射源、第二黑体辐射源和第三黑体辐射源均***到恒温槽中，第一黑体辐射源、第二黑体辐射源、第三黑体辐射源的发射率分别为0.932、0.950、ε，其中ε≥0.998。
进一步的，所述第一黑体辐射源、第二黑体辐射源和第三黑体辐射源构成正三棱柱的三根母线，标准温度计位于正三棱柱的中心轴线上。
进一步的，所述第一黑体辐射源、第二黑体辐射源和第三黑体辐射源固定在盖板上，盖板上开有用于固定标准温度计的孔。
进一步的，所述第一黑体辐射源、第二黑体辐射源和第三黑体辐射源均包括黑体辐射空腔体，黑体辐射空腔体的空腔由缩口、圆柱体和圆锥体依次连接构成，所述缩口与耳温计探测头相匹配，所述圆锥体的锥角为90°。
进一步的，圆锥体的顶点到缩口底面的距离为L，圆柱体的直径为D，针对第一黑体辐射源，D：L＝1:4.1；针对第二黑体辐射源，D：L＝1:3.5；针对第三黑体辐射源，D：L＝1:8。
进一步的，所述第三黑体辐射源的黑体辐射空腔体内涂有NEXTEL VELVET-COATING811-21。
进一步的，所述黑体辐射空腔体的材质为铜。
本发明的另一目的是提供一种校验红外耳温计的装置的校验方法，该方法包括如下步骤： (1)将恒温槽内的温度加热到41℃并且将温度稳定在41℃，恒温槽内温度由标准温度计测得；
(2)把耳温计分别对准辐射率为0.932、0.950、ε的黑体辐射源进行温度值T的读数，将读数值根据公式进行换算，其中T为实际温度，Tp为辐射温度，换算得到的结果Tp与标准温度计的测量值41℃进行比较，判断偏差是否在范围在41℃±0.2℃以内，若都在偏差范围内，则为合格，否则为不合格。
本发明的有益效果如下：本发明采用三个不同发射率的黑体辐射空腔体并采用一点校验法，使得耳温计校准更加方便、快速。
附图说明
图1是红外耳温计校准装置示意图；
图2为黑体辐射空腔体示意图；
图中，第一黑体辐射源1、第二黑体辐射源2、第三黑体辐射源3、标准温度计4、恒温槽5、盖板6、孔7、黑体辐射空腔体8、缩口9、圆柱体10、圆锥体11。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步的说明。
如图1-2所示，本发明实施例提供一种校验红外耳温计的装置，该装置包括第一黑体辐射源1、第二黑体辐射源2、第三黑体辐射源3、标准温度计4、恒温槽5，标准温度计4、第一黑体辐射源1、第二黑体辐射源2和第三黑体辐射源3均***到恒温槽4中，第一黑体辐射源1、第二黑体辐射源2、第三黑体辐射源3的发射率分别为0.932、0.950、ε，其中ε≥0.998。
所述第一黑体辐射源1、第二黑体辐射源2和第三黑体辐射源构3成正三棱柱的三根母线，标准温度计4位于正三棱柱的中心轴线上；所述第一黑体辐射源1、第二黑体辐射源2和第三黑体辐射源3固定在盖板6上，盖板6上开有用于固定标准温度计4的孔7，通过盖板6可以保证这四者之间的相对位置关系。所述第一黑体辐射源1、第二黑体辐射源2和第三黑体辐射源3均包括黑体辐射空腔体8，黑体辐射空腔体的空腔由缩口9、圆柱体10和圆锥体11依次连接构成，所述缩口9与耳温计探测头相匹配，所述圆锥体11的锥角为90°。
进一步的，圆锥体9的顶点到缩口底面的距离为L，圆柱体的直径为D，针对第一黑体辐射源，D：L＝1:4.1；针对第二黑体辐射源，D：L＝1:3.5；针对第三黑体辐射源，D：L＝1:8。所述黑体辐射空腔体的材质为铜，所述第三黑体辐射源的黑体辐射空腔体内涂有NEXTELVELVET-COATING811-21。
本实施例提供的校验红外耳温计的装置的校验方法如下：
1)将三个黑体辐射源放入恒温槽5的工作腔内。
2)按下电源键启动恒温槽5，加热到41℃并且将温度稳定在41℃。
3)待显示温度稳定在41℃后，恒温槽5槽温由标准温度计测得，读数为41℃。
4)三个黑体辐射源的发射率分别为ε,0.950,0.932，将标准温度41℃代入公式(其中T 为实际温度，Tp为辐射温度，两者均为热力学温度)可以得出，三个黑体辐射源的理论辐射温度分别为41℃，37℃和35.5℃。
5)把耳温计分别对准辐射率为ε、0.950、0.932的黑体辐射源进行读数，读数分别在41℃、 37℃、35.5℃附近，根据耳温计校准规程，读数偏差在±0.2℃以内才算合格。具体的，将耳温计的读数值根据公式进行换算，换算得到的结果与标准温度计4的测量值41℃进行比较，偏差范围在±0.2℃以内。
6)假定耳温计在第一黑体辐射源1上测得的实际温度T为35.4℃，由第一黑体辐射源1的发射率为0.932，根据公式可以得出，Tp为40.9℃，温度偏差范围控制在校准规范内的±0.2℃，则该耳温计在35.5℃点合格；若测得温度为35.1℃，则Tp为40.6℃，不在±0.2℃范围内，则不合格。
7)假定耳温计在第二黑体辐射源2上测得的实际温度T为37.1℃，由第一黑体辐射源1的发射率为0.950，根据公式可以得出Tp为41.1℃，温度偏差范围控制在校准规范内的
±0.2℃，耳温计在37℃点合格；若耳温计测得温度为37.3℃，则Tp为41.3℃，则不合格。
8)假定耳温计在第三黑体辐射源3测得温度41.2℃，由第一黑体辐射源1的发射率为ε，其中ε≥0.998，这里将ε近视为1，根据公式得出Tp为41.2℃，范围在±0.2℃范围内，则在41℃点合格。
三个不同发射率的黑体辐射源选择：
黑体辐射源的发射率公式为：(Tp为辐射温度，T为实际温度，两者均为热力学温度。)在35.5℃、37℃、41℃时的发射率计算如下：
根据计算所得35.5℃、37℃、41℃对应的黑体辐射源的发射率为0.932、0.950和ε。根据计算得到的相应的发射率确定黑体辐射空腔体内壁的材料，针对第一黑体辐射源，D：L＝1:4.1；针对第二黑体辐射源，D：L＝1:3.5；针对第三黑体辐射源，D：L＝1:8；所述黑体辐射空腔体的材质为铜，所述第三黑体辐射源的黑体辐射空腔体内涂有NEXTEL VELVET-COATING811-21，第一黑体辐射源和第二黑体辐射源不涂材料。
根据耳温计校准规程，辐射型温度计的温度偏差为±0.2℃，根据公式计算Δε：
经过计算得出，黑体辐射空腔体上的发射率偏差应控制在±0.02范围内。
本发明不仅为红外耳温计的校验提供了相应技术，也使红外耳温计的校准更加方便快速。
Claims (8)
1.一种校验红外耳温计的装置，其特征在于，包括恒温槽、标准温度计、第一黑体辐射源、第二黑体辐射源、第三黑体辐射源等，标准温度计、第一黑体辐射源、第二黑体辐射源和第三黑体辐射源均***到恒温槽中，第一黑体辐射源、第二黑体辐射源、第三黑体辐射源的发射率分别为0.932、0.950、ε，其中ε≥0.998。
2.根据权利要求1所述的一种校验红外耳温计的装置，其特征在于，所述第一黑体辐射源、第二黑体辐射源和第三黑体辐射源构成正三棱柱的三根母线，标准温度计位于正三棱柱的中心轴线上。
3.根据权利要求2所述的一种校验红外耳温计的装置，其特征在于，所述第一黑体辐射源、第二黑体辐射源和第三黑体辐射源固定在盖板上，盖板上开有用于固定标准温度计的孔。
4.根据权利要求1或2所述的一种校验红外耳温计的装置，其特征在于，所述第一黑体辐射源、第二黑体辐射源和第三黑体辐射源均包括黑体辐射空腔体，黑体辐射空腔体的空腔由缩口、圆柱体和圆锥体依次连接构成，所述缩口与耳温计探测头相匹配，所述圆锥体的锥角为90°。
5.根据权利要求4所述的一种校验红外耳温计的装置，其特征在于，圆锥体的顶点到缩口底面的距离为L，圆柱体的直径为D，针对第一黑体辐射源，D：L＝1:4.1；针对第二黑体辐射源，D：L＝1:3.5；针对第三黑体辐射源，D：L＝1:8。
6.根据权利要求5所述的一种校验红外耳温计的装置，其特征在于，所述第三黑体辐射源的黑体辐射空腔体内涂有NEXTEL VELVET-COATING811-21。
7.根据权利要求6所述的一种校验红外耳温计的装置，其特征在于，所述黑体辐射空腔体的材质为铜。
8.根据权利要求1所述的一种校验红外耳温计的装置的校验方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)将恒温槽内的温度加热到41℃并且将温度稳定在41℃，恒温槽内温度由标准温度计测得；
(2)把耳温计分别对准辐射率为0.932、0.950、ε的黑体辐射源进行温度值T的读数，将读数值根据公式进行换算，其中T为实际温度，Tp为辐射温度，换算得到的结果Tp与标准温度计的测量值41℃进行比较，判断偏差是否在范围在41℃±0.2℃以内，若都在偏差范围内，则为合格，否则为不合格。
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