環溫對紅外耳溫計校準的影響研究

儲紅莉

阜陽市計量測試研究所 安徽阜陽 236000

紅外耳溫計屬于非接觸式的測溫裝置，其原理為根據耳道或鼓膜處熱輻射對人體溫度進行測定。該溫度計將熱電探測器作為溫度傳感器，有效測量范圍通常為32.0℃-42.5℃，在36.0℃-39.0℃的常用測溫范圍內，測量結果誤差不超過±0.2℃；而在不常用測溫范圍內，測量結果誤差不超過±0.3℃。由于該溫度計具有很快的響應速度，而且相比于水銀溫度計更加穩定和安全，所以目前在嬰幼兒體溫測量中得到了廣泛應用。為了驗證環境溫度是否會對該溫度計檢定造成影響，以此采用實驗的方法進行驗證。

1 實驗部分

對于標準紅外耳溫計，其校準需采用以下裝置：AikomTL-1010N型恒溫水槽，以紫銅空腔為黑體輻射源，其開口孔徑一般為10mm，沿垂直方向浸入恒溫水，在空腔的內壁均勻噴涂一層高發射率漆，使空腔的發射率達到0.9997以上，對于亮度溫度，其不確定度按34mK考慮。參考溫度計采用二等標準鉑電阻，其電阻值的測定主要由自動測溫電橋完成，型號為Fluke1594A。

對于被校紅外耳溫計，其校準需采用以下裝置：Orion796A型恒溫水槽，TTI-22型電測儀表，YK5500型標準溫度計，以E10型空腔作為黑體輻射源。對于Orion796A型恒溫水槽，需嚴格按照相關技術規范實施測試，以確定其穩定性與均勻性能否達到要求[1]。

在20℃與30℃兩種溫度條件下將以上兩個空腔均穩定于37℃，然后選用6支性能保持穩定的耳溫計（共三種不同型號，不同型號各兩支）實施校準實驗。基于兩種不同工況，對溫度計的示值進行讀取，連續記錄三組結果，將其平均值作為最終的測試結果。

先在20℃的溫度條件下開展以上實驗，然后將溫度改為30℃繼續進行以上實驗，如此連續重復3d，最后對一個完整周期的實驗數據進行匯總，可得到8個在37℃溫度條件下的裝置亮度溫度。

在預設環境當中分別放置標準、被校溫度計與比較用溫度計，靜置至少30min的時間。兩個空腔都應在溫度為37℃的水中連續水浴至少30min，在校準時應防止環境溫度突然變化引起空氣對流，并將溫度計調整成校準模式，將其探頭插入到空腔的開口中之后方可開始測量。測量時，同一個溫度計要保持1min以上的時間間隔。若溫度計測量過程中需要為探頭加裝保護罩，則在校準時必須做好保護罩的設置，在輻射源對比時無需對保護罩進行更換[2]。

在環境溫度改變之后，需要穩定至少45min的時間才能開始實驗操作。每個溫度計都應進行10次交替測量，將測量均值作為這一溫度計最終亮度溫度。將6支溫度計實測亮度溫度的均值作為輻射源實際亮度溫度，也可將其稱作空腔的亮度溫度。具體實驗過程必須完全滿足校準要求，無任何異常表現[3]。

2 實驗數據與結論

上述兩個空腔的實測亮度溫度結果如下：

紫銅空腔：當環境溫度為20℃時，第一天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為36.995℃、37.027℃；第二天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為36.995℃、37.030℃；第三天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為37.002℃、36.980℃；第四天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為37.002℃、36.952℃；當環境溫度為30℃時，第一天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為37.014℃、37.002℃；第二天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為37.014℃、36.992℃；第三天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為37.012℃、36.973℃；第四天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為37.016℃、36.980℃；

E10型空腔：當環境溫度為20℃時，第一天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為36.997℃、37.008℃；第二天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為36.997℃、36.998℃；第三天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為36.994℃、36.915℃；第四天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為36.994℃、36.948℃；。當環境溫度為30℃時，第一天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為37.013℃、37.017℃；第二天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為37.014℃、37.023℃；第三天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為37.005℃、36.975℃；第四天標準鉑電阻示值和空腔亮度溫度分別為37.015℃、36.992℃；該空腔平均值如表1所示。

表1 E10型空腔平均值（℃）

若將四次實驗對應的平均值直接作為校準后的結果，則20℃溫度條件下E10型空腔平均值等于36.97℃；30℃溫度條件下E10型空腔均值等于37.02℃。上述結果有0.05℃的差，處在最大允許誤差范圍內，不會對溫度計測量結果造成影響。根據以上結果可知，當環境溫度升高時，校準裝置自身亮度溫度也變高，但這不會對溫度計的正常校準造成太大影響。

3 結語

綜上所述，采用實驗的方法驗證了環境溫度不會對紅外耳溫計檢定造成實質性影響，盡管環境溫度升高以后會是溫度計的校準裝置也出現明顯的亮度溫度升高，以此為專門的檢定人員提供可靠參考依據，確保檢定工作順利完成。