4. Засоби вимірювання температури тіла людини

Максимальний медичний термометр при вимірюванні температури використовує фізичне явище об'ємного розширення рідини при підвищенні температури. Явище об'ємного розширення описується наступною формулою:

ΔV=αΔt)

де ΔV – збільшення об’єму рідини при збільшенні температурі на Δt; α – коефіцієнт об’ємного розширення рідини;

Принципова схема такого термометра зображена на рис. 1

35 36 37 38 39 40 41 42 ºС

Рис.1 Принципова схема термометра

де 1 - судина із термометричною рідиною; 2- капіляр.

Збільшення об’єму рідини призводить до підйому стовпчика у капілярі.

ΔV=S ΔL, де S – площа поперечного перетину капіляра. Остаточно маємо:

Δt=ΔLS/α

Тобто рідинний термометр реалізує лінійну шкалу залежності температури від висоти стовпчика рідини у капілярі.

У якості термометричної рідини у медичних термометрах застосовують чисту ртуть. Судину і капіляр виготовляють із скла. Їх поміщають у скляний корпус і в нього вкладають шкалу термометра. Такі термометри мають діапазон вимірювання від 35ºC (інколи 32ºC) до 42ºC, ціну поділки шкали 0,1ºC та основну похибку вимірювання ±0,1ºC.

Зовнішній вигляд максимального медичного термометру типу ТБ-1Б зображений на рис.2

Для того, щоб термометр зафіксував максимальну температуру, у початковій частини капіляру робиться звуження, що не дозволяє стовпчику ртуті опускатися при зниженні температури (після закінчення процесу вимірювання). Внутрішній діаметр капіляру складає менш 0,1 мм.

Рис.2 Медичний термометр ТБ-1Б фірми "Термоприлад" (Росія)

Для того, щоб положення стовпчика ртуті було чітко видно, капіляр зроблений у вигляді трикутної криволінійної призми, як це показано на рис.3.

Рис.3 Поперечний перетин капіляру

Це дозволяє бачити стовпчик ртуті у вигляді стрічечки близько 1 мм завширшки. Досягається цей ефект за допомогою покриття бокових поверхонь світловідбиваючою фарбою. Багаторазове відбиття зображення стовпчика ртуті в капілярі поєднане зі збільшуючим ефектом криволінійної лицевої сторони дозволяє чітко бачити зображення стовпчика ртуті в капілярі, але тільки під певним кутом зору.

Термометри, що використовують явище теплового розширення рідини, широко застосовуються наразі в багатьох галузях. Крім ртуті, у якості термометричної рідини використовують підфарбовані метанол, толуол та гас. Діапазон вимірювання рідинних термометрів сягає від мінус 90ºС до 600ºС.

Більш зручними для користування, але менш точними є електронні цифрові медичні термометри з напівпровідниковим чутливим елементом (термістором) (див. рис.4).

Рис.4 Медичний цифровий термометр фірми Bebe Confort (Франція).

Електричний опір термістора залежить від температури і ця залежність добре вивчена та використовується при розробці різноманітних моделей термометрів. Існуючі моделі медичних цифрових термометрів мають чутливість менше 0,1ºС.

Наразі мі є свідками бурхливого розвитку безконтактних методів вимірювання температури на основі чутливих піроелектричних сенсорів інфрачервоного випромінювання. Цей прогрес не обійшов і медичну термометрію. На мал.5 зображений цифровий безконтактний медичний термометр для вимірювання температури тіла по інфрачервоному випромінюванню барабанної перетинки у вушній раковині.

Рис. 5 Безконтактний медичний термометр фірми Riester (Німеччина)

Поява панорамних засобів вимірювання температури по інфрачервоному випромінюванню дала поштовх для розвитку такого потужного діагностичного методу, як термографія. Термографи дозволяють одержати кольорове зображення температурних полів великих ділянок тіла людини. Це дозволяє діагностувати очаги таких захворювань, як рак, остеохондроз тощо (рис.6).

Рис. 6 Термографія тіла людини