“測(cè)溫槍”是怎樣測(cè)出溫度的？

●你的外星小姨 文 趙天 編 ○超小愛 繪

大年三十以來(lái)，相信各位不管是進(jìn)自家小區(qū)也好，上超市買菜也罷，進(jìn)大門時(shí)，不管您多大派頭，腦門上都得挨上安保工作人員的“一槍”，那情景，像極了《無(wú)間道》里天臺(tái)上的陳警官拿槍指著劉警官的腦門……

其實(shí)我們都知道，在這全國(guó)上下抗擊疫情的特殊時(shí)期，安保工作人員對(duì)著自己頭上來(lái)的那一“槍”，既是為了他人好，也是為了我們好。不過(guò)由于“測(cè)溫槍”這種裝備在日常生活中極其少見，大家難免對(duì)其陌生，因而圍繞它也就不可避免地衍生出諸多問(wèn)題：平時(shí)量個(gè)體溫少說(shuō)得花5分鐘，為何測(cè)溫槍只需對(duì)著腦門來(lái)一秒即可？測(cè)溫槍到底準(zhǔn)不準(zhǔn)？以及親戚群里父母叔姨們最關(guān)心的——被這玩意兒打多了會(huì)不會(huì)影響健康？

其實(shí)對(duì)于這些問(wèn)題，只要搞懂測(cè)溫槍的工作原理，就會(huì)一一迎刃而解。

被測(cè)溫槍“打”多了會(huì)不會(huì)有損健康？

我們首先來(lái)關(guān)注大家最“頭疼”的問(wèn)題吧！那就是測(cè)溫槍會(huì)不會(huì)有損我們的身體健康。

所謂“測(cè)溫槍”，學(xué)名是“紅外線測(cè)溫儀”或者“紅外線輻射測(cè)溫儀”。很多人一聽到“紅外”“輻射”這類的詞就哆嗦，尤其在“親戚群”里，才沒(méi)有人信你說(shuō)的“任何物體都會(huì)產(chǎn)生輻射”；更不會(huì)有人跟你談什么劑量。他們只知道只要“有輻射”，就應(yīng)該“寧可信其有”。

遺憾的是，測(cè)溫槍這玩意雖然名頭上冠著“輻射”和“紅外”，但不會(huì)對(duì)你的身體施加任何哪怕一丁點(diǎn)的影響——因?yàn)樗莻€(gè)接收器，不是發(fā)射器。

籠統(tǒng)地說(shuō)，紅外測(cè)溫儀的原理是：被動(dòng)吸收目標(biāo)的紅外輻射能量，從而獲得物體溫度數(shù)值。這是因?yàn)槟愕纳眢w無(wú)時(shí)無(wú)刻不在向外擴(kuò)散輻射能量，而測(cè)溫槍的作用，是接收你身體某區(qū)域的輻射能量。如果真的說(shuō)這個(gè)過(guò)程有什么危害的話，那么應(yīng)該擔(dān)心被輻射的也是測(cè)溫槍自己，沒(méi)準(zhǔn)萬(wàn)一哪天測(cè)到個(gè)1000℃的腦門，它自己就完蛋了。

所以這玩意雖然長(zhǎng)著一副槍的樣子，但只有被動(dòng)挨打的份。

那么測(cè)溫槍的工作過(guò)程是不是像溫度計(jì)一樣，直接隔空感受你散發(fā)的“溫度信號(hào)”呢？

這樣的說(shuō)法其實(shí)也不太對(duì)。因?yàn)榧t外測(cè)溫槍能接收到的，只是各種波段的電磁波，絕不是直接的溫度傳導(dǎo)，其中的“溫度信息”是由“電磁波信息”轉(zhuǎn)換而來(lái)。

測(cè)溫槍的工作原理

自然界中一切高于絕對(duì)零度（-273.15℃）的物體都在不停向外輻射能量，物體向外輻射能量的大小及其按波長(zhǎng)的分布與它的表面溫度有著十分密切的聯(lián)系，物體的溫度越高，所發(fā)出的紅外輻射能力越強(qiáng)。

所以，我們只需知道某段光的熱輻射強(qiáng)度和光線波長(zhǎng)，就可以算出其代表的“溫度”是多少了。紅外測(cè)溫儀就是根據(jù)這一特性設(shè)計(jì)出來(lái)的。

在這個(gè)理論基礎(chǔ)下，根據(jù)工程應(yīng)用所需的測(cè)量精度不同，紅外測(cè)溫儀有三種主要的設(shè)計(jì)方向。

其一，單色測(cè)溫法：利用單一波長(zhǎng)下的單色輻射強(qiáng)度比值來(lái)判斷溫度；

其二，雙色測(cè)溫法：測(cè)量被測(cè)物體在兩個(gè)波長(zhǎng)下的輻射強(qiáng)度比值的強(qiáng)度變化來(lái)判斷，這種方法比前者受外界影響更小，誤差也更小；

其三，全輻射測(cè)溫法：全輻射測(cè)溫法的名字聽起來(lái)似乎最厲害，但其實(shí)這是三種方法里精度相對(duì)最差的一種，不過(guò)優(yōu)勢(shì)就在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，原因在于其擁有“大力出奇跡”式的設(shè)計(jì)思路——通過(guò)測(cè)量輻射物體的全波長(zhǎng)熱輻射總強(qiáng)度，來(lái)確定物體的輻射溫度。如今小區(qū)門口為您測(cè)體溫的紅外線測(cè)溫槍，基本都是根據(jù)這一思路設(shè)計(jì)的。

影響測(cè)溫槍測(cè)量結(jié)果的因素是多方面的

第一，客觀物理因素：平時(shí)常見的測(cè)溫槍大多數(shù)都是0.95的發(fā)射率，這適用于生活中大多數(shù)的情況。但這個(gè)0.95畢竟是根據(jù)被測(cè)物的材質(zhì)而定的浮動(dòng)值，所以這也是測(cè)溫槍很難絕對(duì)準(zhǔn)確的原因之一。

其二，污染因素：由于信息是通過(guò)電磁輻射（光）傳導(dǎo)的，不可避免會(huì)受到煙塵和水蒸氣等外界因素的影響；另外，機(jī)器入射口處的透鏡污染也是干擾因素之一。

其三，機(jī)器精度：由于成本原因，平時(shí)常見的測(cè)溫槍大多不具備更精確的雙色測(cè)溫法技術(shù)，內(nèi)部元件的精細(xì)度也參差不齊；此外使用時(shí)的距離誤差也會(huì)導(dǎo)致數(shù)值波動(dòng)。

但是，這些有限的缺點(diǎn)很難成為我們拒絕測(cè)溫槍的理由。

如今公共場(chǎng)所正在使用的紅外測(cè)溫槍，其工作原理比傳統(tǒng)的熱傳導(dǎo)測(cè)溫方式還是優(yōu)秀太多了——響應(yīng)時(shí)間短、測(cè)溫效率高，不用接觸被測(cè)物體依然可以有著相對(duì)可靠的準(zhǔn)確度，同時(shí)制作成本低廉，操作起來(lái)也足夠方便。雖然受諸多客觀因素的影響，但紅外測(cè)溫槍依然能保證所測(cè)量溫度維持在相對(duì)精確的范圍內(nèi)。它沒(méi)有那么完美，但依然是在有限范圍內(nèi)可以選擇到的最佳產(chǎn)品。

可以想象，在這次防疫戰(zhàn)中，如果沒(méi)有類似測(cè)溫槍這樣的科技產(chǎn)品的存在，僅僅是測(cè)體溫這一項(xiàng)，就將給防控工作帶來(lái)多大的困難。