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测温枪为啥测不准体温? 精度易受外部环境影响

时间:2020-02-20 14:28:51 来源:科技日报

  测温枪为啥测不准?可能一开始就错了……

  “你的体温36.2℃”“你的体温35.3℃”……这是记者进入工作场所和回到住家小区时,测得前额体温的常态。

  我们知道,健康成年人的体温是相对恒定的,约为37℃,因测试部位、时间、季节及个体差异等因素影响略有差异,当体温超过正常值时被称为发热。在新冠肺炎疫情防控期间,体温超过37.3℃的须如实报告,并自驾车或联系120救护车到发热门诊就诊。

  我们外出时面临的这“温柔一枪”,所得的这些红外体温检测数值靠谱吗?会不会存在误差?如果误差普遍偏大,会不会不利于新冠肺炎疫情的防控?那“一枪”对准哪里,测得数据可能更准确?

   红外测温仪因“疫”普及

  发热是SARS、禽流感、甲型H1N1型流感等传染病重要的首发症状,而体温检测则是诊断此类病例的首要环节。因此,在疾病预防和临床中,体温测量非常重要。

  目前,常见的体温测量方式主要有两种,一种是以水银体温计为代表的有接触式测量方式,其测量比较精准,但存在潜在的汞危害,目前世界上已经有很多国家明令禁止使用水银体温计;另一种则是以红外体温仪为代表的非接触式测量,可大大降低交叉感染的概率,并且更为方便快捷。当一些具有发热症状的传染性疾病暴发时,红外体温仪往往被广泛应用于医院、机场、车站、出入境检疫站点等人群聚集的公共场所。

  起初由于技术还不够成熟,红外测温技术仅用于对温度精确程度要求不高的普通工业领域。同时,这种非接触式的测温办法会受到各种外在条件的影响,对精度造成一定影响。但在2003年SARS疫情暴发后,人们将原本用于工业的红外测温仪稍做改良后,投入到对人体温的测量,并在医疗保健领域迅速普及开来。

  2009年,甲型H1N1流感疫情在全球肆虐。此时全国口岸检验检疫部门基本都采用了新型的红外测温设备。近年来,不断优化的红外测温技术,用于埃博拉出血热、寨卡病毒病、黄热病疫情等防控工作。

  随着非接触红外人体测温仪品种不断增多,适用范围也不断扩大,医疗用的红外测温仪的精准程度也得到了提高,但在生活中,我们会发现红外测温仪的测量结果和实际体温有时候会出现较大差异。

  精度易受外部环境影响

  人们最早认识红外线是在1800年,英国天文学家威廉·赫歇尔发现,自然界中一切温度高于绝对零度(-273℃)的物体,每时每刻都会辐射出红外线。随后,1821年德国科学家赛贝克发现了赛贝克效应;1859年,德国物理学家基尔霍夫以热平衡的理论为依据,得出基尔霍夫辐射定律。这些研究都为后续红外技术的有效发展提供了最有力的理论依据,红外技术也因此得到蓬勃发展与广泛应用。根据这些原理,人们可以对物体辐射的红外能量进行采集、量化,然后从量化结果计算出物体温度。

  也就是说,任何温度大于绝对零度的物体,都在不停地向周围散发红外辐射,其能量大小与物体表面温度和波长分布有着直接的关系,根据物体自身的红外能量,可以测定其表面温度,这也是医用红外体温测量仪的工作原理。

  红外测温仪一般由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量,红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号,该信号经过放大器和信号处理电路,并按照仪器内的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。

  其中,红外探测器是对红外辐射信号进行量化的设备,是整个红外测温技术的核心,主要用于采集红外辐射信号并量化,其核心部件是红外焦平面阵列。这个阵列采集到强弱不等的红外辐射信号后,将其转换为电信号,再经过电压放大、转换等一系列处理,最终量化出不同的数值。

  但物理辐射度会受到多种因素的影响,如灰尘颗粒、水蒸气,而红外辐射有着强烈的吸收性。在测温距离的增加下,测温器件对于辐射的感知能力也受到了直接的影响,如果被测对象温度是确定的,在测量距离、目标物发射率、环境温度的影响下,测温器感受到的物体温度也会出现差异,这必然会降低测量的精度。

  因此,要想得到精准地测量数据,最核心的还是提升产品的质量标准。一种方法是校准红外线测温仪,第二种方法是在实际工作中正确设置红外线测温仪的发射率。这些任务我们还是交给厂家,因为这不是一般普通人或一位社区测温工作人员所能做的。

  测额头或许不如手腕准确

  中国计量技术研究院专家在接受媒体采访时表示,测温仪的测量准确度首先与仪器本身的准确程度及仪器自身质量有关;其次,测量仪器在实验室的标定温度与实测温度之间计量标准的不同,也容易引起测量误差;第三,现在测温仪测的都是人的额头、手心、脸部等部位,测量结果属于人的体表温度,而体表温度可能受人活动状态的影响产生波动,因此它并不一定能真正代表人体温度。

  比如当一个人骑着自行车逆风而至,结果额温仪测量显示34℃或者无法显示数值。额温枪的说明书上也有提醒,使用者及红外额式体温计于使用前请保持在稳定的室温内至少30分钟。但在疫情防控期,我们无法做到等候30分钟再测体温。

  宁波市第一医院医学工程部的工作人员在反复测试后,研究出了一个额温仪测量的小窍门。请被测人员露出被衣服覆盖、没有暴露在空气里的手腕部分皮肤,在距离手腕6—8厘米处进行测量,这样测量出的温度更接近人体真实温度。


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编辑: 刘坤媛
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