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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