온도 총 (적외선 온도계의 유형)은 물체에 의해 방출되는 적외선 방사선의 양을 측정하여 일합니다. 방출 된 IR 방사선은 렌즈를 사용하여 열량에 초점을 맞추고; 그런 다음 열 에너지는 열 에너지를 전기 에너지로 변환하고 마지막으로 이러한 전기 신호는 신체의 온도를 결정하는 데 사용됩니다.
당신이 지금 바로 밖으로 향하고 있다면 (세계 대부분의 지역에서는 실제로는 안됩니다), 총구에서 개최 될 가능성이 높습니다. 걱정하지 마십시오. 다른 시간과는 반대로,이 총은 당신이 생존하는 데 도움이 될 수 있습니다!
레이저 또는 비접촉 온도계라고도하는 온도 건은 특정 거리에서 물체의 온도를 측정하는 적외선 온도계입니다. 원래 움직이는 물체와 접근 할 수없는 표면의 온도를 측정하기위한 온도 총은 병원으로 들어갔고 최근 몇 달 동안 유비쿼터스가되었습니다.
온도 총은 더 빠르고 안전한 온도 점검을 허용합니다. (사진 크레딧 :Jetacom Autofocus/Shutterstock)
온도 총은 공항에서 승객을 선별하기 위해, 상점 주인이 들어오는 고객, 차도 및 다른 모든 지역에서 상점 주인을 확인하기 위해 승객을 선별하고 있지만,이 총은 어떻게 작동합니까? 우리는 겨드랑이 아래에 온도계를 붙잡거나 우리의 체온을 측정하기 위해 혀 아래에 삽입하지 않아야합니까?
글쎄, 더 이상은 아닙니다!
흑체 방사선
적외선 온도계는 인간을 포함한 모든 물체가 절대 제로 이상의 온도에서 열 방사선 형태로 열을 방출한다는 사실을 활용합니다. 이것은 흑체 방사선으로 알려진 개념입니다.
절대 제로 (섭씨 -273.15도 또는 화씨 -460도)는 물체가 달성 할 수있는 가장 낮은 온도이며 원자가 이상하고 이국적인 행동을 나타내는 지점이기도합니다. 그러나, 절대 0 이상의 온도에서, 원자는 일정한 운동 상태에 있고 운동 에너지를 갖는다. 온도가 높을수록 원자/분자가 보유한 동역학 에너지가 많다. 이 흥분된 원자의 전자가 한 궤도 (에너지 상태)에서 다른 궤도에서 또는 두 개의 여기 분자가 충돌 할 때, 전자기 방사선 형태의 에너지가 방출됩니다. 물질의 운동 에너지와 입자의 움직임에 의해서만 방출되는 이러한 종류의 전자기 방사선은 열 방사선으로 분류됩니다.
전자기 방사선의 서브 세트이기 때문에 열 방사선은 단일 파장 이상을 포함합니다. 무선 파, 적외선 파 및 가시 광선이 포함됩니다. 방출 된 열 방사선의 유형은 소스 온도에 따라 다릅니다. 앞에서 언급했듯이 온도가 높을수록 분자가 더 빨리 움직일수록 방사선의 양이 더 커집니다. 충분한 온도에서 물체는 가시 광선을 방사하기 시작합니다.
예를 들어, 태양은 섭씨 5,600에 가까운 온도에 존재하며 대부분의 열 방사선을 가시 광으로 방출합니다. 반면에 인간과 모든 동물은 전자기 스펙트럼의 가시 빛 아래에있는 적외선 방사선을 방출합니다.
적외선 방사선을 기반으로 생성 된 인체의 열지도. (사진 크레딧 :Patara/Shutterstock)
Stefan-Boltzmann Law
인간과 동물에 의해 방출되는 적외선 방사선에 대한 지식은 주로 열 영상에 사용되었습니다. 적외선 온도계는 이것을 한 단계 더 발전시키고 주어진 열 방사선의 양에 숫자를 넣습니다. IR 온도계는 Stefan-Boltzmann 법을 사용하여이를 수행합니다.
법률은``흑체에 의해 단위 시간당 단위 표면적 당 발사 된 열 에너지는 절대 온도의 네 번째 전력에 비례합니다. '
.수학적으로,
e p t4
여기서, e는 단위 시간당 단위 면적당 방출되는 빛나는 에너지이고 t는 물체의 절대 온도입니다.
비례의 부호를 제거하면 Stefan -Boltzmann 상수 (σ =5.67 x 10 –8 wm –2k –4)로 알려진 상수 항이 공식에 추가됩니다.
e =σt4
위의 방정식은 복사 에너지를 흑체의 온도, 즉 모든 방사선 사건을 흡수하는 신체/물체와 관련이 있습니다. 그러나 완벽한 흑체는 아직 존재하지 않으므로 (Vantablack은 매우 가깝지만) 위의 방정식은 다른 모든 일반 물체에 대해 조정되어야합니다.
.e =eσt4
공식은 방사성 (e)이라는 용어를 추가하여 수정됩니다. 이것은 규칙적인 표면에 의해 방출되는 복사 에너지의 비율과 같은 온도에서 흑체 표면에 의해 방출되는 복사 에너지의 비율입니다. 방사율 값은 0에서 1 사이입니다. 1의 방사율은 완벽한 흑체를 나타내고 0은 완벽한 반사기를 나타냅니다. 인간 피부는 0.97에서 0.99 사이의 방사율 값 을가집니다! (출처)
온도 총이 작동하는 방법
일반적인 적외선 온도계에는 레이저, 수렴 렌즈, IR 센서 (Thermopile), 주변/기준 온도 센서, 앰프 및 기타 전자 부품이 숫자 값으로 변환 및 표시됩니다.
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적외선 온도계의 구성 요소
온도 건을 무언가 또는 누군가에게 가리키고 촬영하면 레이저가 온도계에서 배출됩니다. 그러나 레이저에는 기능적으로 사용되지 않으며 실제로 온도를 측정하는 것도 아닙니다. 레이저는 측정 할 물체를 정확하게 핀 포인트/조준하는 데 도움이됩니다.
가시 광선과 같은 적외선 방사선은 반사, 흡수 및 농축 될 수 있습니다. 따라서, 물체 또는 인간에 의해 방출되는 IR 방사선은 먼저 수렴 (볼록) 렌즈를 사용하여 온도 건 내부의 열에 초점을 맞 춥니 다. 다음은 열 에너지를 전기 에너지로 변환하는 전자 장치 인 Thermopile입니다. 열은 직렬 또는 병렬 구성에 여러 개의 열전대를 쌓아서 만들어집니다.
열의 온도는 방사선의 양에 따라 증가합니다. 그러나, 적외선 방사선이 직접 발생하지 않기 때문에 열의 반대쪽 (총의 다른 쪽을 향한 사람)은 약간 낮은 온도에 머무 릅니다. 이러한 온도 차이는 전압 차이와 전기 (열전 효과)의 개발로 이어집니다. 그런 다음 전기 판독기는 증폭기를 사용하여 증폭됩니다.
궁극적으로 전기 판독 값은 일반적인 데이터 수집 회로로 전달되며 최종 온도 판독 값은 섭씨 또는 켈빈의 LED 패널에 표시됩니다.
Thermopile 근처에 존재하는 주변 센서는 대기 자체에서 온도 건에 들어가는 열 방사선을 보상하는 데 도움이됩니다.
광학 헬기는 종종 온도 총에 통합되는 또 다른 구성 요소입니다. 전기 모터는 광학 헬리콥터를 구동하고 열이 두 개의 다른 파장에서 방사선을 수신하도록 도와줍니다. 또한 다양한 방출물의 온도를 확인하는 데 도움이되는 다양한 방사율 설정으로 구성됩니다. IR 온도계는 거리 간 비율 (d :s)을 기준으로 특징 지어지며,이 숫자는 지점에서 온도계의 거리까지 측정되는 지점/면적의 크기의 비율을 나타냅니다. D :S 비율이 클수록 IR 온도계의 범위와 정확도가 커집니다.
온도 총 응용 프로그램
온도 총은 다양한 산업에서 광범위한 사용을 발견합니다. 소방관은 주로 기계 온도, 난방/냉각 시스템, 절연 시스템, 자동차 엔진, 전기 패널 및 기타 온도에 민감한 전기 부품의 성능을 모니터링하기 위해 화재, 제조 및 전자 산업에서 화재를 끄는 동안 핫스팟을 점검하는 데 주로 사용됩니다. IR 온도계는 히터/오븐 온도 및 식품 온도를 통해 식품 안전을 보장하는 데 사용될 수 있습니다. 사물.
최근 온도 총의 가장 중요한 적용은 공공 안전을위한 것입니다. 온도 총을 사용하면 공항과 같은 곳에있는 더 많은 사람들의 더 쉽고 빠르며 안전한 온도 점검을 허용합니다. 그들은 이전에 에볼라 및 SARS와 같은 전염병 사건에서 여행자에게 열을 확인하기 위해 고용되었습니다. 이제이 기술은 Covid-19의 잠재적 사례를 확인하는 데 사용됩니다.
온도 점검은 모든 사람의 여행 경험에 없어서는 안될 부분이되었습니다. (사진 크레디트 :Vectormine/Shutterstock)
온도 총을 사용하면 비접형 접근으로 인해 교차 오염 및 전파 질병의 위험이 줄어 듭니다. 또한 온도 판독 값은 전통적인 방법보다 훨씬 빠른 속도로 얻습니다. 그러나 온도 총은 환자를 진단하지 않고 스크리닝하는 데만 사용해야합니다.
IR 온도계로 표시되는 온도 판독 값은 다양한 요인에 의해 영향을받습니다. 여기에는 IR 온도계가 사용되는 방법 및 위치 및 교정이 포함됩니다. 고려해야 할 중요한 점은 이마에 레이저의 위치, 신체 및 이마 온도가 과도한 의복이나 캡이나 안면 화장품과 같은 헤드 커버 사용으로 인해 영향을받지 않도록 또는 환경 (즉, 직사광선에서 읽지 않음)을 포함합니다.
.현재 시나리오 (온도 측정의 양, 스크리닝 될 신체의 수 및 오염 위험이 높음)를 고려할 때 온도 총의 정확성은 항상 논쟁의 여지가 있었지만, 더 정확하지만 침략적 인 방법에 대한 온도 총과 같은 약간 부정확하지만 비 침습적 기술의 사용은 필수적으로 보입니다!
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