Популярний метод діагностики захворювань та запальних процесів – вимірювання температури тіла за допомогою спеціальних приладів – термометрів, які називаються ще градусниками. Залежно від того, яким є відхилення отриманого показника від норми, лікар робить прогноз про стан систем організму, визначать інтенсивність необхідної медикаментозної терапії в перші дні лікування. Відповіді на питання, якими термометрами краще користуватися, і на якій ділянці тіла вимірювати температуру, допоможуть зрозуміти, як правильно заміряти її, максимально знизити похибку.
Що таке вимірювання температури
Термометрія - це сукупність методів і способів, що допомагають виміряти температуру, в медицині тіла людини. Здійснюється порівняння ступеня нагрівання об'єкта з абсолютною термодинамічною шкалою. Відхилення від середньої норми у більшу чи меншу сторону показують лікарю, що у тілі відбуваються процеси, що порушують його терморегуляцію, наприклад, боротьба з вірусом чи запалення. Регулярні виміри цього параметра дозволяють контролювати стан хворого, своєчасно підвищувати ефективність лікування, уникнути можливих ускладнень.
Від чого залежить температура тіла
Крім інфекційних заражень та інших зовнішніх факторів (наприклад, переохолодження або перегрів), на температурний показник тіла впливають багато обставин. Різні цифри ви побачите на термометрі, вимірюючи температуру на поверхні шкіри (в пахвовій западині або в пахвинних складках) або одним із внутрішніх способів (орально чи ректально). Окрім місця проведення виміру, на показник впливає:
- час проведення маніпуляції (ранок/вечір);
- вік пацієнта;
- Період менструального циклу у жінок.
Нормальна температура тіла людини
Фізіологічні показники нормальної температури людського тіла можуть коливатися в межах від 36,3 до 37,3 °С. Норма 36,6 °С, до якої ми звикли з дитинства, встановлена для вимірювання в пахвовій ділянці, через індивідуальні особливості може відхилятися в межах 36,4 – 37,0 °С. Середня ректальна температура(У прямій кишці) становить 37,3-37,7 ° С; температурні діапазони при оральному вимірі, які вважаються здоровими показниками – 36,8 – 37,2 °З.
Мінімальна температура тіла людини
Організм людини краще пристосований до переохолодження, ніж підвищення температури. Відхилення від норми у бік нижньої межі до 35 ° С супроводжується сильною слабкістю, після зниження до 29 ° С людина втрачає свідомість. Найнижчий зареєстрований показник, при якому життя переохолодженого пацієнта вдалося врятувати, становить 14,9 °С. Смерть, як правило, настає при досягненні позначки 25°С.
Критична температура
При збільшенні температури потерпілого від перегріву до позначки абсолютної шкали вище 42 ° С і неможливості знизити показник висока ймовірність смерті. Зафіксовано випадок, коли пацієнту вдалося вижити під час перегріву до 46,5 °С. Нижня межа в деяких випадках може сягати 25-26 °С. При гіпертермії - підвищення показника до 42 ° С та вище - спостерігаються втрата свідомості, галюцинації, марення. Життю пацієнта у разі загрожує серйозна небезпека, тому необхідно знизити цей біометричний показник будь-яким доступним способом.
У чому вимірюється температура
У системі СІ (міжнародна система одиниць) прийнято дві основні одиниці виміру температурних показників – градус Цельсія та градус Кельвіна. Температура тіла у медицині вимірюється за шкалою Цельсія, де нуль дорівнює t замерзання води, а сто градусів – стану її кипіння.
Прилади для вимірювання температури
У термометрії використовують спеціальний вимірювальний пристрій термометр для вимірювання температури тіла. Ще ці прилади називаються градусниками. Вони виготовляються з різних матеріалів (скло, пластик), мають свою специфіку та принцип роботи (контактні, безконтактні; цифрові, ртутні, інфрачервоні), похибка виміру. У кожного типу цих пристроїв є свої переваги та недоліки.
Класифікація приладів
Основним принципом, яким класифікують градусники для вимірювання температури тіла - це принцип дії цих вимірювальних приладів. По ньому їх поділяють на:
- ртутні;
- цифрові;
- інфрачервоні (для безконтактного методу виміру).
Ртутні градусники виготовляються зі скла, працюють за принципом розширення ртуті, що знаходиться в їхньому скляному резервуарі. При нагріванні від тіла ртутний стовпчик рухається по шкалі нагору, досягаючи позначки, що відповідає t тіла. Цей метод визначення температурних характеристик допомагає отримати високу точність результатів виміру, похибка дійсної температури при використанні цього виду градусників становить 0,1 градуса.
Поряд з перевагами - доступність за ціною, широка сфера застосування, довговічність, отримання точних вимірювань - у рідинних термометрів з ртуттю є суттєві недоліки:
- крихкість корпусу;
- токсичність ртуті (виникає небезпека отруєння, якщо ви випадково зашкодили ртутному резервуару або розбили термометр);
- тривалість виміру (до 10 хвилин).
Широко застосовуються цифрові, електронні термометри. Вони можуть мати різний зовнішній вигляд, їхній корпус виготовляється з пластику, а визначення температури відбувається за рахунок роботи термодинамічного датчика. Електронні градусники безпечніші за ртутні, допомагають отримати швидкий результат вимірювання (протягом однієї хвилини), проте точність показань цих пристроїв значно програє ртутним градусникам.
Інфрачервоні прилади для вимірювання температурних показників не вимагають безпосереднього контакту з тілом, час вимірювання температурної величини займає кілька секунд. Спеціальний датчик виводить на екран цифрову інфрачервону картинку, пристрій потребує налаштування, видає похибку близько 0,2 градуси, є дорогим, часто використовується у випадках, коли пацієнта не можна турбувати.
Спеціально для немовлят, які не можуть перебувати в стані спокою тривалий час, винайдені термометри-соски, замасковані під звичайну пустушку. Їх виробляють із силікону, тривалість виміру становить близько п'яти хвилин, але це не приносить дитині ніякої незручності. Відхилення від точних даних може досягати 0,3 градусів.
Де міряти температуру
Не всі ділянки тіла мають однаковий показник, у зв'язку з цим існують різні способи вимірювання температури. Для отримання точного визначення стану тіла цей біометричний показник визначають:
- аксиллярно (термометр встановлюють та утримують робочим кінцем у пахвової западині);
- орально (вимірювання здійснюється шляхом зняття рівня теплового випромінювання у роті);
- ректально (у прямій кишці);
- у пахвинних складках;
- у піхву жінки.
Як правильно міряти
У різних порожнинах та ділянках температурний показник вимірюють за певними правилами. Важливо перевірити технічний стан пристрою, яким ви користуєтеся - замінити батарейку в цифровому градуснику, якщо в цьому є потреба, налаштувати інфрачервоний, переконатися в цілісності ртутного. При виникненні сумнівів щодо достовірності отриманих результатів - наприклад, лоб у дитини гарячий, а пристрій показує нормальну температуру, повторіть процедуру або заміряйте показник на іншій ділянці тіла.
Ртутним термометром
Перед використанням ртутного градусника струшують, щоб збити стовпчик ртуті до мінімального значення на шкалі, менше 35 °С. Прилад повинен бути сухим і чистим, якщо ви проводите вимір орально або ректально, необхідною умовою використання термометра є його попередня дезінфекція. Для скляних термометрів, щоб уникнути їх пошкодження, існують правила дбайливого зберігання у футлярі.
При проведенні процедури в пахвовій западині прилад утримують у стані рівноваги, щільно притиснутим до тіла протягом необхідного часу. При оральному вимірі пристрій поміщається під язик, який щільно закривається, дихання здійснюється через ніс. Під час ректального способу виміру пацієнт розташовується в лежаче положення на боці, градусник вводиться через сфінктер у пряму кишку і утримується протягом двох-трьох хвилин.
Час вимірювання температури тіла ртутним термометром
При використанні контактних термометрів, до типу яких відноситься ртутний, важливим є час, протягом якого здійснюється замір. Залежно від місця вимірювання воно складає:
- 5-10 хвилин – для аксиллярного методу;
- 2-3 хвилини – для ректального;
- 3-5 хвилин – для орального.
Електротермометр
Цифрові засоби вимірювання необхідно використовувати, коли ви хочете отримати точні та швидкі результати. Функція звукового сигналу, що має електротермометри, полегшує контроль за проведенням термометрії, оскільки вона сповіщає користувача про завершення процесу виміру. Випускають так звані моментальні термометри, які завдяки високій чутливості термоелемента видають результат за 2-3 секунди.
Дистанційне вимірювання температури
Вимірювання температурних показників на відстані - зручна властивість інфрачервоних градусників. Ці пристрої є результатом високотехнологічних лабораторних розробок, що зумовлює якість їхньої роботи та точність отриманих даних. Вони не надають шкідливого впливу на організм, і підходять як для знерухомлених пацієнтів, так і для немовлят, які перебувають у постійному русі.
Алгоритм виміру
Використовуючи правильний алгоритм вимірювання температури тіла, ви зменшите вплив зовнішніх факторів, зможете своєчасно контролювати зміну термопоказників, тим самим прискорити процес одужання хворого. При будь-якому методі та використанні будь-якого типу контактного термометра, дотримуйтесь правил гігієни та дезінфекції самих приладів. Алгоритм застосування ртутного градусника:
- Ретельно помийте руки.
- Дістаньте пристрій із футляра.
- Обережно, але з зусиллям струсіть його, тримаючи вказівний палець на резервуарі.
- Переконайтеся, що ртутний стовпчик опустився нижче за відмітку в 35°С.
- Проведіть замір.
- Продезінфікуйте термометр після завершення процедури.
- Запишіть отримані дані.
Вимірювання температури тіла в пахвовій западині
Дотримуючись наступного алгоритму, ви зрозумієте, як виміряти температуру в пахвій будь-якій термометрі, щоб отримати точне значення і не користуватися іншим методом:
- Вимірюйте кілька разів на добу, через рівні проміжки часу;
- притискайте термометр щільно до тіла, щоб уникнути вільного положення градусника;
- зберігайте нерухоме становище тіла під час процедури;
- письмово фіксуйте верхні та нижні показники протягом доби.
Під яким пахвою потрібно міряти
Фізична чутливість правої та лівої пахвової западини однакова, тому не має значення, яку з них ви використовуватимете для виміру температурних показників. За бажання ви можете кілька разів зняти значення і з правого, і з лівого боку, щоб переконатися в тому, що отримаєте в результаті однакові дані. Якщо виникають сумніви в коректності отриманого результату, завжди можна виміряти температуру на іншій чутливій ділянці, в пахвинній ділянці, наприклад.
В роті
Відповідь на питання, як міряти температуру в роті правильно, полягає у двох наступних основних моментах - положенні градусника та часу виміру. Розташуйте прилад під кінчиком язика, щільно притисніть його та зімкніть рот. Для отримання даних утримуйте це положення протягом двох-трьох хвилин, дихайте через ніс рівно і спокійно. Перед проведенням процедури обов'язково обробіть термометр серветкою, що дезінфікує.
Обробка термометрів
Чистий продезінфікований термометр - важлива умовадля отримання коректних даних при вимірюванні показників. Обробку приладу слід проводити після кожної процедури, в домашніх умовах це можна робити за допомогою серветок, просочених дезінфікуючим спиртовим складом. Після дезінфекції пристрій протирається насухо і поміщається у футляр для зберігання.
Відео
ВИМІР ТЕМПЕРАТУРИ
7.1. Загальні відомостіпро вимірювання температури
Одним з основних технологічних параметрів хімічне виробництвоє температура. Температура фундаментальна фізична величина, Що характеризує стан термодинамічної рівноваги макроскопічної системи
Вимірювання температури передбачає побудову шкали температур на основі відтворення ряду рівноважних станів реперних точок, яким приписані певні значення температур, і створення інтерполяційних приладів, що реалізують шкалу між ними.
Найчастіше використовуються три температурні шкали: емпіричні шкали Цельсія та Фаренгейта та термодинамічна шкала Кельвіна. Найбільш уживана температурна шкала була запропонована А. Цельсієм ( A. Celsius ) у 1742 р. Опорними точками цієї шкали є температура плавлення льоду (Про °С) та температура кипіння води (100 °С). Першу температурну шкалу було введено Г. Фаренгейтом ( G. Fahrenheit ) у 1715 р. Для нижньої опорної точки (0° F ) була використана температура замерзання сольового розчину, а для верхньої температури під пахвою здорового англійця (96 ° F ). У 1848 р. лорд Кельвін (У. Томсон) запропонував термодинамічну температурну шкалу, засновану на другому законі термодинаміки. Термодинамічна температура (« абсолютну температуру») позначають символомТ. Одиницею її виміру є кельвін (К), визначений як 1/273,16 частина термодинамічної температури потрійної точки води.
Прилади вимірювання температури називають термометрами. Розрізняютьконтактний та безконтактний методивимірювання температури.
На рис. 57 виконано орієнтовне порівняння областей застосування термометрів найпоширеніших типів. Природно, що межі цих областей у різних виробників неоднакові. Найближчим часом граничні температури застосування термометрів, особливо електричних, можуть бути зміщені як у бік вищих, так і у бік низьких температур. Штриховими лініями на рис. 57 показані області температур, у яких термометри використовуються лише короткочасно.
Мал. 57. Порівняння температурних діапазонів контактних та безконтактних термометрів
7.2. Вимірювання температури контактним методом
Мал. 5.58. Область застосування контактних та безконтактних термометрів:
1 | термістори; 2 п'єзоелектричні; 3 термоперетворювачі опору; 4 термоелектричні перетворювачі (термопари)
При використанніконтактного методуВимірювання температури визначають величину одного з параметрів первинного вимірювального перетворювача (ПІП), що залежить від його температури. При цьому припускають, що температура ПІП дорівнює температурі об'єкта, що вимірювається, якухотіли б виміряти.Для виконання цієї умови необхідно забезпечити хорошийтепловий контактміж ПІП і об'єктом, що вимірювався, що і дало назву методу вимірювання.
До контактного методу належить вимірювання температури термометрами розширення, манометричними термометрами, термометрами опору, термоелектричними термометрами.
Температурні діапазони застосування найпоширеніших контактних термометрів представлені на рис. 5.58.
7.2.1. Термометри розширення
Принцип дії термометрів розширення ґрунтується на різному тепловому розширенні двох різних речовин. До термометрів розширення відносять скляні рідинні, дилатометричні, біметалічні, манометричні.
Термометри скляні рідинні
Принцип дії скляних рідинних термометрів заснований на відмінності теплового розширення термометричної рідини (ртуті, амальгами талію, спирту, інших органічних рідин) та матеріалу оболонки, в якій вони знаходяться (термометричне скло або кварц). У невеликому інтервалі температур розширення можна розрахувати за формулами:
або
У виразах і обсяги термометричної рідини (м 3 ) при температурі 0та при температурі; температурний коефіцієнт об'ємного розширення,
Зауваження
Коефіцієнт 3 є постійною величиною, а залежить від температури.
Мал. 59. Скляні рідинні термометри: а звичайний із вкладеною шкалою;б | електроконтактний з рухомим контактом для встановлення завдання
Для виготовлення термометрів розширення використовують скло спеціальних сортів (термометричне) з малим значенням температурного коефіцієнта розширення. Термометри розширення використовуються для вимірювання температури в межах від 200до 1200 з високою точністю (ціна поділу зразкових скляних термометрів становить 0,01 ° С). Найбільшого поширення набули ртутні скляні термометри. Основними елементами конструкції є резервуар з припаяним до нього капіляром, частково заповнені термометричною рідиною (ртутью) та шкала. Конструктивно розрізняютьпаличні термометриі термометри зі шкалою, вкладеноювсередину скляної оболонки (рис. 59,а). У паличних термометрів шкала наноситься безпосередньо на поверхні товстостінного капіляра. У термометрів з вкладеною шкалою капіляр і шкальна пластина з нанесеною шкалою укладені в захисну оболонку, припаяну резервуару. Різновидом ртутних скляних термометрів єртутні електроконтактні термометри(рис. 59, б), призначені для сигналізації чи релейного регулювання температури.
Термометри дилатометричні та біметалічні
Принцип дії дилатометричних і біметалічних термометрів ґрунтується на відмінності лінійного розширення твердих тіл, з яких виготовлені чутливі елементи цих термометрів. Якщо температурний інтервал невеликий, залежність довжини твердого тіла від температури виражається лінійним рівнянням виду
де довжина твердого тіла при температурі, м; Довжина того ж тіла при температурі; температурний коефіцієнт лінійного розширення твердого тіла,
Схема дилатометричноготермометра представлена на рис. 60. Термометр складається з трубки /, виготовленої з металу з великим коефіцієнтом лінійного розширення (міді, латуні, алюмінію), та стрижня 2 з матеріалу з малим коефіцієнтом лінійного розширення (інвару, порцеляни). Один кінець трубки кріпиться нерухомо до корпусу приладу, а іншого жорстко прикріплений стрижень. Сама трубка міститься в середу, температуру якої вимірюють. Зміна температури середовища призводить до зміни довжини трубки, а довжина стрижня практично залишається постійною. Це призводить до переміщення стрижня, який за допомогою важеля 3 переміщує стрілку за шкалою приладу.
Принцип діїбіметалічнихтермометрів заснований на відмінності температурних коефіцієнтів лінійного розширення металевих пластин (наприклад, з інвару та латуні, з інвару та сталі), зварених (спаяних, склепаних) між собою по всій площині зіткнення. Нагрівання призводить до деформації такоїтермобіметалевоюпластини; остання згинається у бік металу з меншим коефіцієнтом лінійного розширення (інвару) (рис. 61). Біметалічні термометри використовуються як чутливий елемент у температурних реле, а також для компенсації впливу температури довкілляу вимірювальних приладах. Дилатометричні та біметалічні термометри для безпосередніх вимірювань температури застосовуються порівняно рідко.
Мал. 60. Схема дилатометричноготермометри.
Мал. 61. Схема біметалевого термометра
7.2.2. Манометричні термометри
Принцип діїманометричнихтермометрів заснований на взаємозв'язку між температурою та тиском робочої речовини у замкнутій системі (термосистемі). Основні частини термосистеми (рис. 62): термобалон /, капілярна трубка 2 та деформаційний манометричний перетворювач 3 (Наприклад, трубка Бурдона). Перетворювач пов'язаний із стрілкою приладу (манометра) через передавальний механізм, що на рис. 62 не показано. Компенсація похибки, що виникає через вплив температури навколишнього середовища на показання манометра, здійснюється біметалічним компенсатором 4.
Мал. 62. Схема манометричного термометра.
Первинним вимірювальним перетворювачем манометричного термометра є термобалон - елемент термосистеми, що сприймає температуру вимірюваного середовища і перетворює її в тиск робочої речовини.
Залежно від виду робочої речовини манометричні термометри поділяють нагазові, рідинніі конденсаційні(паро-рідинні). Газові та рідинні манометричні термометри мають лінійну шкалу, а конденсаційні - нелінійну.
Принцип діїгазових манометричних термометрівзаснований на залежності тиску газу від температури при постійному обсязі:
Тут тиск газу при температурі, Па; температурний коефіцієнт розширення газу,
У газових манометричних термометрах термосистема заповнена газом під надлишковим тиском. Як робоча речовина використовується зазвичай азот, аргон, гелій. Газові манометричні термометри дозволяють вимірювати температуру в діапазоні від -150до +600.
Принцип діїрідинних манометричних термометрівзаснований на залежності обсягу термометричної рідини (ртуті, силіконових олій, толуолу) від її температури. Зміна об'єму рідини перетворюється за допомогою манометричної пружини (трубки Бурдона) у переміщення. Рідинні манометричні термометри дозволяють передавати показання на обмежену відстань (до 60 м), а зусилля, що розвивається ними, настільки велике, що до них можуть бути підключені не тільки показують прилади, але і передавальні перетворювачі або механічні регулятори прямої дії.
Рідкісні манометричні термометри дозволяють вимірювати температуру в діапазоні від -150 °С до +300
У конденсаційних манометричних термометрівтермобалон частково заповнений низькокиплячою рідиною, а решта його простору - її парами. Ці термометри мають перевагу перед газовими та рідинними. Тиск насиченої пари в термосистемі залежить тільки від температури на межі розділу фаз пар рідкість, тому зміна об'єму термосистеми і температури робочої речовини в капілярній трубці і манометрі не змінюють показань термометра. Об'єм термобаллону конденсаційних манометричних термометрів може бути меншим, ніж об'єм термобаллону газових та рідинних манометричних термометрів, що сприятливо позначається на динамічних характеристиках термометра.
Як робочу речовину в конденсаційних манометричних термометрах використовують фреон, пропан, хлористий метил, етиловий ефір, ксилол, ацетон та ін. Межі вимірювання від 50 °С до +300 "С.
Динамічні властивості манометричних термометрів всіх видів можуть бути представлені статичною ланкою першого порядку.
7.2.3. Термоелектричні перетворювачі
Термоелектричний термометрприлад для вимірювання температури, що складається з термопари як чутливий елемент і електровимірювальний прилад (мілівольтметр, автоматичний потенціометр та ін.).
Термоелектричний перетворювач,або термопарою, називають два різнорідних електропровідних елемента (зазвичай металеві провідники, рідше напівпровідникові), з'єднаних на одному кінці і утворюють частину пристрою, що використовує термоелектричний ефект для вимірювання температури.
Вимірювання температури за допомогою термоелектричного перетворювача засноване на термоелектричному ефекті Зеєбека: у замкнутому термоелектричному ланцюгу, складеному з двох різнорідних провідників, виникає електричний струм, якщо два спаї (місця з'єднання) провідників мають різну температуру.
Термоелектричний ефект пояснюється наявністю у провіднику (металі) вільних електронів, кількість яких в одиниці об'єму різна для різних провідників (металів). Припустимо, що в спаї з температурою t електрони з провідника А дифундують у провідник У свідомо більшій кількості, ніж назад. Провідник А заряджається позитивно, а провідник В негативно. Електричний струм, що з'явився, генерує різницю потенціалів на двох спаях, відому як контактна різницю потенціалів. Вона залежить від температури спаїв і її можна виміряти або мілівольтметром, або потенціометром.
Спай, поміщений у вимірюване середовище з температурою, називають вимірювальним (гарячимабо робочим) або робочим кінцем термопари. Другий спай, що знаходиться при постійній температуріназивають сполучним (опорним, холодним, вільним)або вільним кінцемтермопари. Опорний спай піддається дії температури у місці приєднання до вимірювального приладу. Опорна температура повинна витримуватись з певною точністю.