Измерение температуры это какой метод
Температура тела является одним из показателей слаженной работы внутренних органов. Любое отклонение ее параметров от нормы должно быть поводом для беспокойства, так как свидетельствует о развитии заболевания. В этих случаях необходимо постоянно контролировать температуру. Способы измерения температуры могут быть разными, поэтому стоит ознакомиться с видами термометров и правилами их использования. Это поможет применить полученные навыки на практике.
Особенности температуры тела
Нормой для человека считается температура 36,6 градуса. Но этот показатель является относительным, так как напрямую зависит от возраста, погодных условий, физических нагрузок и времени суток.
У пожилых людей нормальной температурой считается показатель ниже 36,6, так как они меньше двигаются, и у них замедлены обменные процессы в организме. У малышей уровень температуры приближается к отметке 37 градусов, что тоже является закономерным явлением, так как в раннем возрасте ребенок более подвижен.
В течение суток температура тела может незначительно отклоняться от показателя 36,6 градуса. Наиболее пониженную температуру тела у здорового человека можно зафиксировать в период между 5 и 8 часами утра, а самую повышенную – вечером, от 16 до 18 часов.
Кардинальное отклонение температуры тела как в большую, так и в меньшую сторону является критичным для здоровья человека. Тревожным симптомом является, если она опускается до 35 градусов или повышается до 38. Это свидетельствует о развитии заболевания. Поэтому важно уметь правильно и с минимальными погрешностями проводить измерения, что позволит контролировать ситуацию и провести своевременное лечение.
При незначительном отклонении от нормы достаточно измерять температуру 2–4 раза в сутки, а при острой форме заболевания – каждый час.
Смертельным является показатель ниже 32 градусов и выше 42.
Виды термометров
Если температура тела у человека значительно повышена, то определить это можно, приложив руку ко лбу больного. Однако этот метод неспособен определить точный уровень отклонения от нормы. Поэтому в медицине используются специальные приборы-термометры, которые позволяют максимально точно установить температуру тела. Какой именно выбрать градусник, каждый человек решает сам, исходя из своих личных предпочтений и возможностей.
Основные виды термометров.
- Ртутный. Служит для измерения температуры орально, аксиллярно и ректально. Легко дезинфицируется, поэтому его могут использовать все члены семьи. Перед применением необходимо дополнительно протереть кожу, так как игнорирование этого правила может исказить результаты измерения. Для получения данных градусник следует держать 8–10 мин. Недостатком такого термометра является хрупкость, так как он сделан из стекла. При повреждении целостности прибора ртуть представляет опасность для человека. Кроме того, перед применением ртутный градусник рекомендуется встряхивать, чтобы сбросить предыдущие данные.
- Электронный. Применяется для измерения температуры в ротовой полости, под мышкой, в прямой кишке, паховой складке и локтевом сгибе. Является абсолютно безопасным прибором, так как имеет гибкий наконечник, а также устойчив к механическим повреждениям и воздействию влаги. Длительность процедуры составляет от 10 секунд до 3 минут в зависимости от модели термометра. Об окончании измерения прибор уведомляет специальным сигналом. Недостатком электронного градусника является то, что он работает от батареи, поэтому нуждается в постоянной проверке работоспособности.
- Инфракрасный. Этот вид термометров является инновационным. Он позволяет измерять температуру через ухо и бесконтактно. Принцип действия градусника основан на измерении инфракрасного излучения, исходящего от барабанной перепонки и кожи в лобно-височной части. Прибор позволяет получить максимально точные данные в течение 1–5 секунд даже у спящего человека. Недостатками термометра являются его завышенная стоимость и невозможность применения при отитах, так как показатели будут значительно завышены.
Температура: способы измерения температуры
Определить температурный показатель можно разными способами. Необходимо ознакомиться с ними, чтобы при необходимости можно было их использовать.
Способы измерения температуры медицинским термометром:
- аксиллярно – в подмышечной впадине;
- орально – в ротовой полости;
- ректально – в прямой кишке;
- в ушном канале;
- бесконтакно – поднося термометр ко лбу;
- в паховой складке.
Каждый из перечисленных вариантов имеет свои особенности проведения процедуры. Но чтобы понять, как правильно определить температуру, способы измерения температуры следует рассмотреть каждый по отдельности. Эта информация поможет провести процедуру без особых трудностей.
Аксиллярный способ измерения температуры
Этот способ является наиболее распространенным, что объясняется простотой его проведения. Но, по мнению специалистов, аксиллярное измерение температуры тела является самым неточным и дает наибольшие погрешности.
При измерении температуры в подмышечной впадине необходимо учитывать, что с левой стороны показатель будет на 0,1–0,3 градуса выше, чем с правой. Если при измерении с обеих сторон расхождение составляет 0,5 градуса и выше, то воспалительный процесс в организме, вероятнее всего, присутствует там, где большие цифры.
Чтобы аксиллярно измерять температуру, необходимо наконечник градусника поместить в самую глубокую точку подмышки и плотно прижать рукой. Прибор должен быть окружен со всех сторон кожей. Через 5 мин можно снимать показания. При этом способе измерения считается нормой 36,3–36,9 градуса.
Измерение через ротовую полость
Оральный способ измерения температуры зачастую применяется в западных странах. По мнению специалистов, он позволяет получить показания с минимальной погрешностью. Основным противопоказанием процедуры является возраст до 4–5 лет, так как считается, что ребенок неспособен правильно зафиксировать прибор во рту.
Однако инновационный термометр в виде соски позволяет решить эту проблему. В этом случае измерять температуру можно даже у спящего малыша.
При использовании обычного градусника температуру следует измерять под языком или за щекой. Во время процедуры необходимо закрыть рот и дышать через нос до ее окончания. Наконечник прибора в течение этого времени следует прижать к нижней части языка.
Длительность процедуры измерения составляет от 10 сек. до 3 мин в зависимости от вида градусника. При оральном способе измерения температуры тела нормой считается 36,3–36,9 градуса.
Особенности ректального способа
В этом случае измерение температуры проводится в прямой кишке. Специалисты утверждают, что этот способ является наиболее точным. Это объясняется тем, что прямая кишка представляет собой замкнутую полость с устойчивой температурой.
Способ измерения температуры ректальным способом применяется у детей младше 4–5 лет, а также у ослабленных, истощенных пациентов, когда человек не имеет сил плотно зажать градусник в подмышечной впадине. Для ее измерения необходимо предварительно смазать наконечник градусника вазелином, а затем ввести его в прямую кишку на глубину 2,5 см. Длительность проведения процедуры составляет от 10 секунд до 2 минут. По ее окончании прибор необходимо промыть и продезинфицировать.
При ректальном способе измерения температуры тела нормой считается 37,3–37,7 градуса.
Замер температуры через ухо
Получить данные при этом способе измерения температуры тела можно только с помощью специального инфракрасного термометра с мягким наконечником-датчиком. Погрешность в этом случае будет минимальной.
Для проведения замера необходимо вставить датчик в ухо и зафиксировать его в таком положении на несколько секунд. Этот способ измерения температуры тела человека считается одним из самых быстрых. Ограничением к его проведению является возраст до 6 месяцев, так как в этом случае полученные данные не будут отвечать действительности.
Бесконтактные способы измерения
Получить необходимые данные можно и без непосредственного контакта с пациентом. Это стало возможным с помощью инфракрасных термометров, которые появились не так давно. Их принцип основан на определении величины тепла от диагностируемого человека с дальнейшим преобразованием информации в электрический сигнал. Инфракрасные термометры дают уровень погрешности в пределах 0,1–0,2 градуса.
Бесконтактные способы измерения температуры позволяют получить необходимые данные за 1–3 секунды. Для этого достаточно поднести прибор ко лбу даже спящего человека. Эта процедура уменьшает вероятность передачи инфекции через прибор, так как отсутствует прямой физический контакт. Поэтому этот способ идеально подходит для общественных учреждений: больниц, мед. кабинетов, школ, садиков.
Выводы
Основным показателем здоровья человека является температура. Способы измерения температуры помогают выявить воспалительный процесс на начальной стадии развития. Это позволяет своевременно применить лечение и остановить дальнейшее распространение инфекции.
Поэтому каждый человек должен знать, как правильно использовать термометры для определения температуры. Ведь с помощью этих данных можно отследить многие проблемы со здоровьем и предупредить дальнейшее ухудшение ситуации.
Источник
Одним из важнейших физических параметров, который чаще всего наблюдается и контролируется, будь то повседневная бытовая жизнь человека, производственные циклы или лабораторные исследования, является температура.
Температурой — называют величину, характеризующую тепловое состояние тела. Согласно кинетической теории температуру определяют как меру кинетической энергии поступательного движения молекул. Отсюда температурой называют условную статистическую величину, прямо пропорциональную средней кинетической энергии молекул тела.
В соответствии с Международной практической температурной шкалой 1968 г. основной температурой является термодинамическая температура, единица которой — Кельвин (К), но на практике чаще применяется температура Цельсия, единица которой — градус (С), равный Кельвину. между температурой Цельсия и термодинамической температурой существует следующее соотношение:
t, С=Т, К-273,15
Для изменения температур применяется контактные и бесконтактные методы. Для реализации контактных методов измерения применяются:
термометры расширения
- стеклянные
- жидкостные
- манометрические
- биметаллические
- дилатометрические
термопреобразователи
- термосопротивления (проводниковые и полупроводниковые)
- термоэлектрические преобразователи
Бесконтактные измерения температуры осуществляются пирометрами (квазимонохроматическими, спектрального отношения и полного излучения).
Контактные методы измерения более просты и точны, чем бесконтактные. Но для измерения температуры необходим непосредственный контакт с измеряемой средой и телом. И в результате этого может возникать, с одной стороны, искажение температуры среды в месте измерения и с другой несоответствие температуры чувствительного элемента и измеряемой среды.
Серийно выпускаемые термометры и термопреобразователи охватывают диапазон температур от — 260 до 2200°С и кратковременно до 2500°С. Бесконтактные средства измерения температуры серийно выпускаются на диапазон температур от 20 до 4000°С.
В таблице 1 приведены наиболее распространенные устройства для измерения температуры и практические пределы их применения.
Таблица 1
| Термометрическое свойство | Наименование устройства | Пределы длительного применения, 0С | |
| Нижний | Верхний | ||
| Тепловое расширение | Жидкостные стеклянные термометры | -190 | 600 |
| Изменение давления | Манометрические термометры | -160 | 60 |
| Изменение электрического сопротивления | Электрические термометры сопротивления. | -200 | 500 |
| Полупроводниковые термометры сопротивления | -90 | 180 | |
| Термоэлектрические эффекты | Термоэлектрические термометры (термопары) стандартизованные. | -50 | 1600 |
| Термоэлектрические термометры (термопары) специальные | 1300 | 2500 | |
| Тепловое излучение | Оптические пирометры. | 700 | 6000 |
| Радиационные пирометры. | 20 | 3000 | |
| Фотоэлектрические пирометры. | 600 | 4000 | |
| Цветовые пирометры | 1400 | 2800 | |
Термометры стеклянные
Принцип действия основан на зависимости объемного расширения жидкости от температуры. Отличаются высокой точностью, простотой устройства и дешевизной. Однако стеклянные термометры хрупки, как правило, не ремонтопригодны, не могут передавать показания на расстояние.
Основными элементами конструкции являются резервуар с припаянным к нему капилляром, заполненные частично термометрической жидкостью, и шкала.
Конструктивно различаются палочные термометры со шкалой, вложенной внутрь стеклянной оболочки. У палочных термометров шкала наносится непосредственно на поверхность толстостенного капилляра. У термометров с вложенной шкалой капилляр и шкальная пластина с нанесенной шкалой, заключены в защитную оболочку, припаянную к резервуару.
Стеклянные термометры расширения выпускаются для измерения температур от -100 до 600°С.
Выпускаются также ртутные электроконтактные термометры, предназначенные для сигнализации или поддержания заданной температуры. Термометры выпускаются с заданным постоянным контактом (ТЗК) или с подвижным контактом (ТПК).
Точность показаний термометров зависит от правильности их установки. Важнейшим требованием, предъявляемым при установке, является обеспечение наиболее благоприятных условий притока тепла от измеряемой среды к термобаллону и наименьший отвод тепла от остальной части термометра во внешнюю среду. Большей частью термометры устанавливают в защитную оправу.
Рисунок 1. Стеклянные термометры
Рисунок 2. Электроконтактные термометры
Манометрические термометры
Манометрические термометры предназначены для непрерывного дистанционного измерения температуры жидких и газообразных нейтральных сред в стационарных условиях.
Принцип действия основан на измерении давления (объема) рабочего вещества в замкнутом объеме в зависимости от температуры чувствительного элемента. Основными частями манометрических термометров являются термобаллон (чувствительный элемент), капилляр и деформационный манометрический преобразователь, связанный со стрелкой прибора.
Рисунок 3. Схема манометрического термометра
В зависимости от агрегатного состояния вещества, заполняющего систему, манометрические термометры делятся на жидкостные, газовые и парожидкостные (конденсатные). В качестве заполнителей термосистем применяются: в газовых манометрических термометрах — азот, в жидкостных — полиметилоксановые жидкости, в парожидкостных -ацетон, метил хлористый, фреон.
Измерение температуры контролируемой среды воспринимается заполнителем через термобаллон и преобразуется в изменение давления, под действием которого манометрическая трубчатая пружина с помощью тяги и сектора перемещает стрелку относительно шкалы.
Схема манометрического термометра
В зависимости от выполняемых функций манометрические термометры разделяются на показывающие, самопишущие, комбинированные, бесконтактные, с наличием устройств для телеметрической передачи, сигнализации, регулирования или без них.
В зависимости от способа соединения термобаллона с корпусом, термометры могут быть местные и дистанционные. В зависимости от формы диаграммы и поля записи, самопишущие термометры подразделяют на дисковые, ленточные. В зависимости от типа механизма для передвижения диаграммных лент самопишущие термометры изготовляют с часовым или электрическим приводом.
Достоинством манометрических термометров являются: возможность измерения температуры без использования дополнительных источников энергии, сравнительная простота конструкции, возможность автоматической записи показаний, взрывобезопасность, нечувствительность к внешним магнитным полям.
К недостаткам относятся: относительно невысокая точность измерения, трудность ремонта при разгерметизации измерительной системы, низкая прочность капилляра, небольшое расстояние дистанционной передачи показаний, значительная инерционность.
Основные типы манометрических термометров:
— ТПГ — 100 Эк, ТПГ- 100Сг -газовый показывающий сигнализирующий;
— ТКП — 100 , ТКП — 160 -конденсационный показывающий;
— ТЖП — 100 — жидкостной показывающий;
— ТГП — 100 — газовый показывающий.
Термопреобразователи сопротивления
Термопреобразователи сопротивление применяются для измерения температур а пределах от -260 до 750°С. Принцип действия основан на свойстве проводника изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры. Основными частями термопреобразователя сопротивления являются: чувствительный элемент, защитная арматура и головка преобразователя с зажимами для подключения и соединительных проводов. Чувствительные элементы медных термопреобразователей представляют собой проволоку, покрытую эмалевой изоляцией, которая бифилярно намотана на каркас, либо без каркаса, помещенную в тонкостенную металлическую оболочку. Чувствительный элемент помещается в защитную арматуру.
Платиновая проволока не может быть покрыта слоем изоляции. Поэтому платиновые спирали располагают в тонких каналах керамического каркаса, заполненных керамическим порошком. Этот порошок выполняет функции изолятора, осуществляет фиксацию положения спиралей в каналах и препятствует межвитковому замыканию.
Термопреобразователи сопротивления выпускаются для измерений температур в диапазоне от -260 до 1100°С следующих исполнений: погружаемые и поверхностные, стационарные и переносные; негерметичные и герметичные; обыкновенные, пылезащищенные, водозащищенные, взрывобезопасные, защищенные от агрессивных сред и других внешних воздействий; малоинерционные, средней и большой инерционности; обыкновенные и виброустойчивые; одинарные и двойные; 1 — 3 классов точности.
Выпускаются термопреобразователи сопротивления следующих номинальных статических характеристик преобразования: платиновые -10П, 50П, 100П, медные -10М, 50М, 100М. Число в условном обозначении характеристики показывает сопротивление термопреобразователя при 0°С.
К числу достоинств следует отнести высокую точность и стабильность характеристики преобразователя, возможность измерять криогенные температуры, возможность осуществления автоматической записи и дистанционной передачи показаний.
К недостаткам следует отнести больше размеры чувствительного элемента, не позволяющие измерять температуру в точке объекта или измеряемой среды, необходимость индивидуального источника питания, значительная инертность.
Термоэлектрические преобразователи
Термометры термоэлектрические представляют собой чувствительные элементы в виде двух проводов из разнородных металлов или полупроводников со спаянными концами. Действие термоэлектрического преобразователя основано на эффекте Зеебека — появлении термоЭДС в контуре, составленном из двух разнородных проводников, спаи которых нагреты до различных температур. При поддержании температуры одного из спаев постоянной можно по значению термоЭДС судить о температуре другого спая. Спай, температура которого должна быть постоянной, принято называть холодным, а спай, непосредственно соприкасающийся с измеряемой средой — горячим.
В наименовании термоэлектрического преобразователя всегда принято ставить на первое место название положительного термоэлектрода, а на второе — отрицательного.
Преобразователи термоэлектрические изготовляют следующих типов:
— ТВР — термопреобразователь вольфрамрениевый
— ТПР — термопреобразователь платинородиевый
— ТПП — термопреобразователь платинородий-платиновый
— ТХА — термопреобразователь хромель-алюмелевый
— ТХК — термопреобразователь хромель-копелевый
— ТМК — термопреобразователь медь-копелевый
Термопреобразователи различают:
— По способу контакта с измеряемой средой — погружаемые, поверхностные.
— По условиям эксплуатации — стационарные, переносные, разового применения, многократного применения, кратковременного применения.
— По защищенности воздействия окружающей среды — обыкновенные, водозащитные, защищенные от агрессивных сред, взрывозащищенные, защищенные от других механических воздействий.
— По герметичности к измеряемой среде — негерметичные, герметичные.
— По числу термопар — одинарные, двойные тройные.
— По числу зон — однозонные, многозонные.
Если температуру холодного спая поддерживать постоянной, то термоЭДС будет зависеть только от степени нагрева рабочего конца термопреобразователя , что позволяет отградуировать измерительный прибор в соответствующих единицах температуры . В случае отклонения температуры свободных концов от градуировочного значения, равного 0°С, к показаниям вторичного прибора вводиться соответствующая поправка. Температуру свободных концов учитывают для того, чтобы знать величину поправки.
Для вывода свободных концов термопреобразователя в зону с постоянной температурой служат удлиненные термоэлектродные провода. Они должны быть термоэлектрически идентичны термоэлектродам термопреобразователя.
Существует два способа подбора компенсационных проводов. Первый способ — подбирают провода, которые в паре с соответствующим электродом имеют термоЭДС. Его применяют в тех случаях, когда необходимо производить измерения с повышенной точностью. В случае недефицитных материалов и удовлетворительных эксплуатационных свойств провода изготовляют из тех же материалов, что и подключаемая термопара.
Таким образом, чтобы определить измеряемую температуру среды с помощью термоэлектрического преобразователя, необходимо выполнить следующие операции:
- измерить термоЭДС в цепи преобразователя;
- определить температуру свободных концов;
- в измеряемую величину термоЭДС ввести поправку на температуру свободных концов;
- по известной зависимости термоЭДС от температуры определить измеряемую температуру среды.
В зависимости от материала термоэлектродов различают: термопреобразователи с металлическими термопарами из благородных и неблагородных металлов и сплавов; термопреобразователи с термопарами из тугоплавких металлов и сплавов.
Термопары из благородных металлов, обладая устойчивостью к высоким температурам и агрессивным средам, а также постоянной термоЭДС, широко пользуются для замера высоких температур в промышленных и лабораторных условиях. Термопары из неблагородных металлов и сплавов применяются доя измерения температур до 1000°С. Достоинством этих термопар является сравнительно небольшая стоимость и способность из развивать большие термоЭДС.
Для защиты термоэлектродов от механических повреждений и агрессивного действия среды, а также для удобства установки на технологическом оборудовании применяют защитную арматуру. Материал и исполнение арматуры могут быть различными в зависимости от назначения и области применения. Наиболее широко в качестве материалов используют высоколегированные стали и коррозионно — стойкие, жаропрочные и жаростойкие сплавы на основе железа, никеля, хрома и добавок алюминия, кремния, марганца.
Бесконтактное измерение температуры, основные понятия и законы излучения
О температуре нагретого тела можно судить на основании измерения параметров его теплового излучения, представляющего собой электромагнитные волны различной длины. Чем выше температура тела, тем больше энергии оно излучает.
Термометры, действие которых основано на измерении теплового излучения, называют пирометрами. Они позволяют контролировать температуру от 100 до 6000 °С и выше. Одним из главных достоинств данных устройств является отсутствие влияния измерителя на температурное поле нагретого тела, так как в процессе измерения они не вступают в непосредственный контакт друг с другом. Поэтому данные методы получили название бесконтактных.
На основании законов излучения разработаны пирометры следующих типов:
- пирометр суммарного излучения (ПСИ) – измеряется полная энергия излучения;
- пирометр частичного излучения (ПЧИ) – измеряется энергия в ограниченном фильтром (или приемником) участки спектра;
- пирометры спектрального отношения (ПСО) – измеряется отношение энергии фиксированных участков спектра.
В зависимости от типа пирометра различаются радиационная, яркостная, цветовая температуры.
Радиационной температурой реального тела Тр называют температуру, при которой полная мощность АЧТ равна полной энергии излучения данного тела при действительной температуре Тд.
Яркостной температурой реального тела Тя называют температуру, при которой плотность потока спектрального излучения АЧТ равна плотности потока спектрального излучения реального тела для той же длины волны (или узкого интервала спектра) при действительной температуре Тд.
Цветовой температурой реального тела Тц называют температуру, при которой отношения плотностей потоков излучения АЧТ для двух длин волн и равно отношению плотностей потоков излучений реального тела для тех же длин волн при действительной температуре Тд.
Источник