1593年,意大利科學(xué)家伽利略發(fā)明了世界上第一支溫度計(jì),采用一個頸部極細(xì)的玻璃長頸瓶,瓶中裝有一半帶顏色的水,把它倒過來放在碗里,碗里也會有同樣顏色的水,隨著溫度的變化,瓶中所包含的空氣便會收縮或膨脹,頸中的水柱就會上升或下降。1632年,法國物理學(xué)家雷伊第一個改進(jìn)伽利略的溫度計(jì),他將伽利略的裝置倒轉(zhuǎn)過來,將水注入玻璃泡內(nèi),而將空氣留在玻璃管中,仍然用玻璃管內(nèi)水柱的高低來表示溫度的高低,由于這項(xiàng)改進(jìn)使水成為了測溫物質(zhì)。1714年,荷蘭科學(xué)家華倫海特將感溫液體改為水銀,制作出第一支實(shí)用的水銀溫度計(jì),同時制定了華氏溫標(biāo),但是因其體積較大并且使用不便,未能被醫(yī)生廣泛使用。直到1865年,英國阿爾伯特發(fā)明了一種特殊結(jié)構(gòu)的玻璃溫度計(jì),這種溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是儲存水銀的感溫泡和細(xì)管之間有狹道,當(dāng)溫度計(jì)接觸人體,水銀上升至人體實(shí)際體溫處時取出,水銀柱下降而狹道處斷開使狹道上部分始終保持體溫度數(shù),此種溫度計(jì)受到臨床歡迎而普及。醫(yī)用人體測溫儀器就此誕生,一直沿用至今。
20世紀(jì)70年代左右,隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展,臨床除了使用傳統(tǒng)的水銀溫度計(jì)外,還出現(xiàn)了電子溫度計(jì)、紅外額溫儀和紅外熱像儀等測量儀器。
1.水銀溫度計(jì)
水銀溫度計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由裝有水銀的感溫泡、玻璃毛細(xì)管和刻度標(biāo)尺組成,采用熱脹冷縮效應(yīng)的測溫原理,當(dāng)泡里的水銀受到體溫影響時會產(chǎn)生膨脹,使管內(nèi)水銀柱的長度發(fā)生明顯的變化。當(dāng)對人體測溫溫度達(dá)到平衡時,水銀柱恒定,從而達(dá)到測量目的。
2.電子溫度計(jì)
電子溫度計(jì)主要由感溫頭、量溫棒、顯示屏、開關(guān)按鍵以及電池等構(gòu)成,電子溫度計(jì)是利用溫度傳感器輸出電信號,然后通過顯示器(如液晶、數(shù)碼管、LED矩陣等)顯示以數(shù)字形式的溫度,能記錄、讀取人體測溫的最高值。電子溫度計(jì)最核心的元件就是感知溫度的溫度傳感器。
3.紅外額溫計(jì)
紅外額溫計(jì)的基本工作原理是一切溫度高于絕對零度的物體均會依據(jù)其本身溫度的高低發(fā)射一定比例的紅外輻射能量,輻射能量的大小及其波長的分布與物體表面溫度關(guān)系密切;所以根據(jù)此原理,紅外額溫計(jì)可以通過測量人體額頭的紅外輻射獲得人體測溫?cái)?shù)據(jù),然后將此信號轉(zhuǎn)換為溫度信號,最后進(jìn)行額頭溫度補(bǔ)償從而計(jì)算出人體的真實(shí)體溫。
圖為紅外熱像圖
4.紅外熱像儀
紅外熱像儀是將目標(biāo)物體的表面溫度空間分布轉(zhuǎn)變成人類視線能夠感知的溫度分布圖,通俗的講是將物體發(fā)出不可見紅外能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷臒釄D像,熱圖像上面的顏色代表被測物體的不同溫度。通過查看紅外熱圖像,就能觀察到被測目標(biāo)的整體溫度分布狀況,研究目標(biāo)的發(fā)熱情況,以便進(jìn)行下一步的工作判斷。其基本原理是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡接受被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布圖形反映到紅外探測器的光敏元件上,從而獲得紅外熱像圖。
由于發(fā)熱傳染病的頻發(fā),需要對大量人員進(jìn)行體溫檢測,所以水銀溫度計(jì)在使用過程中不能滿足需求。因此運(yùn)用自服務(wù)原則,發(fā)明了紅外熱像儀,減少機(jī)械性和重復(fù)性的人工介入,只需安裝紅外熱像儀對準(zhǔn)被測對象之后便可以直接顯示測量結(jié)果,增強(qiáng)了測量效率。