本文首發(fā)在91儀器信息網(wǎng)-儀器社區(qū)在疫情期特別上線的抗擊新冠肺炎版塊,為91儀器信息網(wǎng)社區(qū)版友sc360xp(版友筆名:91儀器信息網(wǎng)sc360xp)在其原創(chuàng)拆機(jī)文基礎(chǔ)上編寫,特此感謝。
目前臨床上使用的體溫計(jì)種類有水銀體溫計(jì)、電子體溫計(jì)、紅外線體溫計(jì)。由于紅外線體溫計(jì)檢測快速、非接觸的優(yōu)點(diǎn),在抗擊“COVID-19”病毒戰(zhàn)役中普遍使用。
紅外線體溫計(jì)有額溫及耳溫兩種檢測方式,又稱額溫槍及耳溫槍。在公共場所,普遍使用非接觸的額溫槍,準(zhǔn)確度稍差,受環(huán)境波動(dòng)影響較大。耳溫槍測量的準(zhǔn)確度較高,但耳溫槍使用時(shí),其耳套要與被測人耳朵接觸,在公共場所使用,需要頻繁更換耳套。耳溫槍更適合家庭測量體溫使用。
額溫槍及耳溫槍的電路基本原理相同,只是在外形及算法上有所不同。有的廠家設(shè)計(jì)了二者通用產(chǎn)品。下面通過了解耳溫槍結(jié)構(gòu)原理,談?wù)務(wù)_使用耳溫槍的注意事項(xiàng)。
一、測量耳溫原理
人的大腦深部有一個(gè)叫下視丘的地方,它是人腦自主神經(jīng)系統(tǒng)的主要管制中樞。主要功能是管制內(nèi)分泌、維持新陳代謝正常、調(diào)節(jié)體溫,并與饑餓、渴、性等生理活動(dòng)有密切的關(guān)系。下視丘里面有一個(gè)支配人體恒溫的“定點(diǎn)”(set-point)構(gòu)造,是人體溫度的中心點(diǎn)。當(dāng)人體發(fā)燒時(shí),也就是該“定點(diǎn)”溫度接受一些循環(huán)在血流中的發(fā)炎性化學(xué)物質(zhì)之后調(diào)高的結(jié)果,所以下視丘是人體體溫最早上揚(yáng)的地方。
耳膜接近下視丘。下視丘得到頸動(dòng)脈流血充分供應(yīng),而供應(yīng)耳膜與供應(yīng)下視丘的血流互有交通,因此耳膜溫度可以及時(shí)反映出人體的溫度變化,耳膜也是可以最早偵測到人體是否有發(fā)燒的地方。耳溫槍用熱電堆紅外傳感器檢測耳膜6~15 m區(qū)域的紅外輻射能量,轉(zhuǎn)換為電信號送入專用MCU進(jìn)行處理,對應(yīng)的體溫值由液晶屏顯示出來。
二、儀器簡要情況
以前在TB上拍的,儀器有醫(yī)療器械注冊文號,有廠家地址等,是正規(guī)產(chǎn)品,包郵才58元一只?,F(xiàn)在,沒有這個(gè)價(jià)位的產(chǎn)品出售了。
儀器平時(shí)擱放在耳溫槍座上,粉紅色按鈕是檢測時(shí)掃描按鈕。該儀器是非耳套更換型,耳溫槍座只是一個(gè)擱儀器的機(jī)座,沒有“博朗”那樣的耳套存放功能。使用前,需用酒精棉擦拭耳筒清潔消毒。
正面中間的按鈕是開機(jī)按鈕,兼讀取存儲數(shù)據(jù)、清零:
耳筒對準(zhǔn)耳道后,按下背面的掃描按鈕,進(jìn)行檢測:
體溫正常,顯示屏背景光為綠色。當(dāng)體溫接近發(fā)燒時(shí)(低燒),顯示屏背景光為黃色:
體溫發(fā)燒,顯示屏背景光為紅色,蜂鳴器發(fā)出滴滴滴警告聲訊。這種顏色光提醒設(shè)計(jì)比較實(shí)用:
停止使用30秒鐘后,自動(dòng)關(guān)機(jī),節(jié)約電池電量:
三、拆機(jī)及電路元件
取下電池蓋,使用兩節(jié)7號電池,比較耐用:
取下電池,看見電池倉中的電路板上12個(gè)觸點(diǎn),是耳溫槍廠家調(diào)校用的:
卸掉電池倉中一顆固定螺絲,外殼是卡扣設(shè)計(jì),比較容易分離開:
下面是檢測按鈕,導(dǎo)電橡膠觸點(diǎn):
電路結(jié)構(gòu),由于采用了專用MCU,使得儀器電路顯得格外簡單:
這是檢測頭,內(nèi)部熱電堆傳感器的電信號,用紅白綠黑四根導(dǎo)線引出,焊接在電路板上:
電路板左邊的空位較多,說明這個(gè)是簡化版,閹割了一些功能:
U2是存儲器,采用低電壓E2PROM--T24C02A(2K),用于存儲10組體溫檢測數(shù)據(jù):
卸下電路板上的四顆固定螺絲,取下電路板:
電路板背面,沒有啥元件:
仔細(xì)觀察,電路板上的那些圓觸點(diǎn)不是“裝飾”,通向電路,是廠家生產(chǎn)時(shí)調(diào)校用:
電路板上的L1、L2分別是綠、紅LED,起到發(fā)出三色(綠、黃、紅)背景燈作用:
液晶顯示板采用導(dǎo)電橡膠條連接;右邊粉紅色是開機(jī)按鈕:
先將檢測頭反時(shí)針旋轉(zhuǎn),然后向外拉出:
卸下檢測頭上的兩顆固定螺絲,取出傳感器組件(傳感器裝在金屬管內(nèi)):
將熱電堆傳感器從金屬管中取出,傳感器外殼上有密封膠,取出時(shí)要特別小心:
傳感器上沒有標(biāo)識(或被抹去),不知道型號:
安裝傳感器的金屬管沒有磁性,是銅質(zhì)鍍克羅米,它的作用是增大檢測探頭傳感器的熱容量,使檢測數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠:
儀器“全家?!眻D片:
四、電路原理分析
根據(jù)拆機(jī)情況,繪出儀器電路結(jié)構(gòu)示意框圖如下:
儀器工作原理:
熱電堆傳感器感受到耳膜上的熱輻射后,產(chǎn)生微弱的電勢信號。這個(gè)電信號送入專用MCU進(jìn)行處理,其溫度值由LCD顯示出來。對應(yīng)不同的溫度值,顯示綠(正常)、黃(低燒)、紅(高燒)三種顏色的背光。檢測到高燒時(shí),蜂鳴器同時(shí)發(fā)出“滴滴滴”警告聲訊。熱電堆傳感器中的熱敏電阻,用于檢測熱電堆本身溫度,供內(nèi)置程序分析計(jì)算使用。
由于耳溫槍要吸收熱源,為了達(dá)到穩(wěn)定的熱平衡,熱電堆傳感器要安裝在熱容量大的金屬熱容管上,減少溫度快速變化的干擾。
至于溫度的原點(diǎn),就必須要在廠內(nèi)調(diào)校。調(diào)校的過程是,把耳溫槍放入恒溫槽,設(shè)定原點(diǎn)的溫度,然后依據(jù)溫升的程度,加以計(jì)算,得到正確的溫度。所以,廠家在說明書中提示,一般保用期3年,過期應(yīng)進(jìn)行校核。
五、正確使用耳溫槍的注意事項(xiàng)
耳溫槍使用看似簡單,但許多人不能正常使用。需要注意以下問題。
1、正常體溫對于每個(gè)人來說都是獨(dú)一無二的,從34.7℃~38℃不等,取決于測量溫度的部位和個(gè)體差異。世衛(wèi)組織(WTO)提供的人體正常體溫的參考數(shù)值是:
耳內(nèi):35.8℃—38℃
腋窩:34.7℃—37.3℃
口腔:35.5℃—37.5℃
直腸:36.6℃—38℃
這個(gè)正常范圍受到諸多因素的影響,比如體力勞動(dòng),晝夜變化,年齡增長。你可以為本人或家人在身體狀況良好的情況下,在一天內(nèi)多次測量體溫來獲得這一數(shù)據(jù),以備需要時(shí),作為判斷發(fā)燒的參考數(shù)據(jù)。
2、耳溫槍使用的溫度環(huán)境
國家標(biāo)準(zhǔn)給出的耳溫槍使用環(huán)境溫度為16 ℃~35 ℃。當(dāng)超過16 ℃~35 ℃使用范圍,準(zhǔn)確度沒有得到有效驗(yàn)證,誤差會(huì)較大。冬季一般應(yīng)當(dāng)在室內(nèi)測量。
耳溫槍是不知道標(biāo)準(zhǔn)溫度的,就像數(shù)字相機(jī)不知道顏色坐標(biāo),必須作白平衡一樣。耳溫槍開機(jī)之后,會(huì)先測量環(huán)境溫度作為基準(zhǔn)溫度;然后測量耳溫。正規(guī)廠家的使用說明書上會(huì)告訴消費(fèi)者,到別的溫差大的房間取用耳溫槍,要等大約30分鐘、直到溫度平衡穩(wěn)定后,才能開機(jī)使用。人從溫差大的外部環(huán)境回來,應(yīng)滯留5分鐘左右,與房間溫度平衡后再測量。手持部分,必須離檢測頭越遠(yuǎn)越好。耳溫槍使用時(shí)遠(yuǎn)離任何熱源,不要在風(fēng)扇口、空調(diào)下測量。除了溫度變動(dòng)因素,長時(shí)間手持儀器,被測人有中耳炎、耳屎、插入耳朵位置不準(zhǔn),電池電量不足等,也會(huì)影響準(zhǔn)確度。
3、由于耳溫槍對于熱輻射十分敏感的特點(diǎn),要發(fā)揮耳溫槍的正常測量功能,一定要仔細(xì)閱讀使用說明書,正常操作。