安捷倫（lún）解讀：測溫槍是怎樣“打一槍”就測出溫度的？

疫情當下，如（rú）果有外出過的話，相信大家一定被人拿“槍”指過。

如（rú）今測體溫成為了日常常態，進出小區要測（cè），進出公司（sī）要測，進出超市要測，隻要是不（bú）同場合，必須要經曆的一定是露出手腕或額頭，可是你有沒有想過測溫槍是為何在你腦（nǎo）袋上“打一槍”就（jiù）知道溫度的；它（tā）測（cè）得到底準不準；以及（jí）被這玩意（yì）打多了（le）會不（bú）會（huì）影響（xiǎng）健康？

這些問題，其實隻要搞懂測溫（wēn）槍的原理，就會一一迎刃而（ér）解。

01 

被測溫槍打多了會（huì）不會有損健康（kāng）

測溫槍，學名是“紅外線測溫儀”或者“紅外線輻射測溫儀”。很多人（rén）一聽到說“紅外”“輻射”就嚇得一激靈。
說起（qǐ）來，曆（lì）來包含“紅外（wài）”“輻（fú）射”的設（shè）備科普起來總是（shì）一件麻（má）煩事。要知道，沒有人信你說的“所有物體都有輻射”，也（yě）不會有人跟（gēn）你聊具體的（de）含量，他們隻知道隻要“有輻射”，肯定就會對身體有影（yǐng）響。
遺憾（hàn）的是，測（cè）溫槍這玩意雖然（rán）名頭上冠著“輻射”和“紅外”對名號，但它並不會對你的身體產生任何影響。
因為體溫槍不是一個發射體，而是一個接收體（tǐ）。所以測溫槍測量體（tǐ）溫，對人（rén）體是無害的，大家在使用的（de）時候可以放心（xīn）。
紅外測溫儀的主要（yào）原理是利用物體表麵的紅外輻射來求得被測溫度的。
意思就是，你的身體無時無刻在向外擴散輻射能量，而測溫槍（qiāng）的作用，是接收（shōu）你身體某區域（yù）的輻射能量。如果真的說這個過（guò）程有什麽危害的話（huà），那麽應該擔（dān）心被輻射的也是測溫槍。
任何物體隻要它的溫度高（gāo）於（yú）絕對零度（-273度），就有熱能（néng）轉變的熱輻射向外部發射，物體溫度不同，其輻射出的（de）能量不同，且輻射波的波長也不同，但總（zǒng）是包含著紅外輻射在內，當物（wù）體的（de）溫度在千攝氏度以下時，其熱（rè）輻射中（zhōng）最強的電磁波是紅外波。
所以這玩意雖然長著一副（fù）槍的樣子，但（dàn）隻（zhī）有被動挨打的份。
也許有些小夥伴要提問了——是不是（shì）這就意味著，測溫槍像溫度計一樣，是直接隔空感受你散發的“溫（wēn）度信號”呢？——這樣的說法其實也不大對。
紅外測溫槍能接收到的，隻是各種波段的電磁波（bō），絕不是直接的溫度傳導。而其中最關鍵的，從“電磁波信息”到“溫度信息”的（de）這一轉換過（guò）程，就要提到今天要說的真正的重點了——黑體（tǐ）輻射定律。

02 

黑體輻射定律

這個黑體輻（fú）射定律是（shì）幹啥用的呢，說白了就是物理學家想搞懂“電磁波信息”到“溫度（能量）信息”的轉換（huàn）關係。
於（yú）是他們假想出了“黑體”這個東西（xī）。
這個時（shí）候国产人成综合精品亚洲繼續派出卡比出場。假（jiǎ）設“黑卡比”就是（shì）一個標準（zhǔn）的“黑（hēi）體”，它的特（tè）性是：入射的電磁波全部被吸收（shōu），既沒（méi）有（yǒu）反射，也沒有透射。

體現到卡（kǎ）比身上就是，吃掉的食（shí）物從（cóng）來不吐出去，沒有浪費地全部自己消化（huà）掉。

那麽，消化掉的東西，最後就（jiù）變成了卡比體（tǐ）內的熱（rè）量，也就是熱輻射（通俗地理解為“溫度”）。
於是這個從“電（diàn）磁輻射（shè）”（光）到“熱輻射”（熱）的過程，就（jiù）叫黑體輻射。

好（hǎo）了，知道了（le）這個原理，現在新的問題來了——国产人成综合精品亚洲該怎麽知道黑體吸進去的（de）“光”到底轉化成了多少“熱”呢？
這個（gè）問題自從17世紀（jì）牛頓發現三（sān）棱鏡光色散現象的時候就（jiù）開始研究了，科學家們一直鑽研了數百年，終（zhōng）於在1900年的時候，馬克思·普（pǔ）朗克在德國物理學（xué）會（huì）上公布了靠譜的“黑體輻射定（dìng）律公式（shì）”。

其中為（wéi）了證（zhèng）明這一公（gōng）式而引出的衍生品“量子（zǐ）力學”概念，順道成為了現代物理學的兩大基本支（zhī）柱之（zhī）一。
所以，為了讓這消（xiāo）耗掉的顏值不被辜負（fù），国产人成综合精品亚洲（men）現在就了解一下這個公式，別（bié）看寫起（qǐ）來複雜，其實都是紙老虎，它所揭示的無非是光與溫度的關係——
你看如果把它畫成圖，是不是就好懂一些了！（並沒有）

怎（zěn）麽理解（jiě）這個圖呢，這幾條線的（de）走勢反映的是某個固定溫度（單位K/國際標準溫度單位）下，不同波長的熱輻射強度。
比如裏麵的（de）6000K（5727°C），這是太（tài）陽的溫度——於是根據黑體輻射定律公式，国产人成综合精品亚洲就能分別算出太陽光中不同波長（比如紅色、綠色、藍色、某段紅外線、某段紫外（wài）線……）的熱輻射（shè）能量（強度/I）是多少。

同理，如果（guǒ）国产人成综合精品亚洲知道某段光的熱輻射強度和光線波長，也可以（yǐ）算出其代表的“溫度”是多少了。
好（hǎo）的，我知道說到這很多同學還是想說“依然看不懂”，沒關係（xì），這會兒看（kàn）睡著的同學可以醒醒了，咱把理解難度繼續降維，下麵才是重（chóng）點。
国产人成综合精品亚洲隻要看懂一點（diǎn），就是——高溫度下的黑（hēi）體輻射強度，在任何一個波長範圍內，都高於低（dī）溫度下（xià）的黑體輻射。
反映到（dào）圖裏就是，1500℃的紅色高溫曲線，在每段波長上強度都比1200℃的黃色曲線高：

紅外測溫儀就是根據這一特性設計出來的。
在這個理（lǐ）論基礎下，根據工程應用所需的測量精度不同，紅外測溫儀有三種主要的設（shè）計方向。
其一，單色測（cè）溫法：利用單一波長下的單色輻射強度比值來判斷溫度；
其二，雙色測溫法：測量被測物體在兩個波長下的輻射強度比（bǐ）值的強度變化（huà）來判斷，這種方（fāng）法比前者受外界（jiè）影響更小，誤差也更小（xiǎo）；
前麵這兩種能不能理解看個人造化，国产人成综合精品亚洲詳（xiáng）細說一下第三種——
其三（sān），全輻（fú）射測溫法。
全輻射測溫法名字聽起來最牛逼，但其實是三種方法裏精度相對最（zuì）差的一種，不（bú）過優勢就在於結構簡單，成（chéng）本較低。
原因就在於其“大力出（chū）奇跡”式的設計思路——全輻射測溫（wēn）法，是（shì）通過測量輻射（shè）物體的全（quán）波長的熱輻射總強度（dù），來確定（dìng）物體的輻射溫（wēn）度的（de）。
国产人成综合精品亚洲怎麽理解這個概念呢，就是好比把一個（gè）溫度下的全波段輻射強度圖比做（zuò）一（yī）個米山（shān），現在讓卡比把整個（gè）米山全部吃（chī）掉，国产人成综合精品亚洲來測它吃掉後轉化的熱輻射能量總共有多少，最終推導出當時的溫度值。
現在小區門口給你測體溫的紅外線（xiàn）測溫槍，基（jī）本都是這一思路設計（jì）的。
所以思路縷清後（hòu），国产人成综合精品亚洲隻需把一個這樣的卡（kǎ）比放在測溫槍中，測量出它吸收輻射後釋放的熱輻射量，就能換算出被（bèi）測物對應的溫度（dù）了。
這個能將接收到的“紅外（wài）電磁（cí）波輻射”轉換為“熱輻射（shè）”（黑體輻射過程），進而把“熱輻射”轉化為電信號（熱電轉化（huà）過程）的東西就是：熱釋電紅外傳感器（簡稱：PIR）

03 

測溫槍到底準（zhǔn）不（bú）準

另一個大家很關心的問題，就是這玩意測得準不準呢？
影響測量結（jié）果的原因（yīn）是多方麵的。測溫槍在測溫的時候，會受到外界的（de）影響，例如水蒸氣與光照、被測物體發（fā）射（shè）率等。另（lìng）外測溫槍接收輻射的入口處如果有（yǒu）汙物，同樣也會（huì）影（yǐng）響精準度。所以測溫槍測出來的（de）溫度（dù），並不是百（bǎi）分之（zhī）百準確的。
其一，客觀物理因素：
由於“黑體輻射定律”是在工作物質是理論黑體的情況下演算的，而生活中物質因為材質關係都是屬於不同“純度”的黑（hēi）體，這個純度（dù）用“發（fā）射（shè）率”來表示。

理論黑體的發（fā）射率是1，平時国产人成综合精品亚洲測溫槍用的大多數都是0.95的發（fā）射率，這適用於生活中大（dà）多數的情況。所以你（nǐ）可以觀察一下，你能見到的測溫槍顯示屏基本上（shàng）都會寫著“0.95”的字樣。

但這個0.95畢竟是根據（jù）被測物的材質而（ér）定的浮動值，這是測溫槍很難絕對準確的原因之一。
其二，汙（wū）染因素（sù）：
由（yóu）於信息是通過電磁輻射（光）傳導的，這不可避免的會受到煙塵和水蒸氣等外界因素的影響；另外，機器入射口處的透鏡汙染也是幹擾項的一（yī）環。
其（qí）三，機器精度：
因（yīn）為成本原（yuán）因，国产人成综合精品亚洲平時所用（yòng）的測溫（wēn）槍大多（duō）沒（méi）有用更精確的雙色測溫法技術，內部元件（jiàn）的精（jīng）細度（dù）也（yě）參（cān）差不齊；再有就是使用時（shí）的距（jù）離誤差導致的數值波動了。

但是，這些有限的缺（quē）點還是很難成為国产人成综合精品亚洲拒絕測溫槍的理由（yóu）。
有的朋友可能遇到這種情況：每天早（zǎo）上（shàng）需要騎行5km的路程（chéng）來到公（gōng）司，如今北方的早晨還是存在（zài）一（yī）定的嚴寒，經過一路的冷風侵襲，體表溫度相（xiàng）對較低，而此時到達（dá）公司後用紅外測溫槍（qiāng）所測得的（de）體溫在33℃左右，跟出小區（qū）時測的溫度（dù）不一（yī）樣。
另外，對於負責測量和被測量的国产人成综合精品亚洲來說，需要注意幾點。
1.紅外測（cè）溫槍與（yǔ）額頭不能距離（lí）太遠，不然的測溫槍的紅外探（tàn）測器能夠收集到的紅外幅射能（néng）量會變小，從而影響測量的結果。最理想的情況下（xià）是距離額頭大概5cm至8cm左右。
2.紅外測溫槍需要盡可能的與額頭保持（chí）垂直，這樣可（kě）以確保收集的（de）紅外幅（fú）射能量是從目標測量區域散發出的。
3.與額頭無（wú）關，因為暴露在空氣中的額（é）頭溫度可能會比實際的人體溫（wēn）度要低，例如（rú）說當走在寒風裏（lǐ），溫度越低紅外輻射能量也就越少。
4.不要讓（ràng）紅外測溫槍處在溫差相差20度（dù）或更（gèng）高的環境下，不（bú）然的話測出來的（de）數（shù）據將會是不準確的。
而作為被測量的国产人成综合精品亚洲，也可以在測量前的20分（fèn）鍾至半小時內不要做劇烈的運動或者（zhě）吃過熱或過冷的東西，讓測量的（de）結果盡量準確。

所（suǒ）以反過來想想，有這麽多客觀因素的影響（xiǎng），紅外測溫槍依然能保證測量溫度維持在相對精確的範圍內，這（zhè）本身就是一種很厲害的事。它沒（méi）有那麽完美，但依然是一種有限範圍內，可以選擇到的（de）好產品。
至（zhì）少在今天來看，我已經很難想像，這次防疫戰中如果（guǒ）沒有（yǒu）類似響應時間短、測溫效率高，不用接觸被測物體，依然（rán）可以有著相對可靠的準確度，同時製作成本低廉，操作起來也足（zú）夠方便的（de）科技產品（pǐn）的存在（zài），僅僅是一個個（gè）測體溫，就會給防控工作帶來多大的困（kùn）難了。

這（zhè）次能借此機會說明白（bái）測溫槍的原理，能傳遞出（chū）多少（shǎo）知識不是重點，最重要的是有幸和（hé）大家再次從另一個角度，感受科技產品所帶來的力量。