“测温枪”到底是怎样测出你的温度的？

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如今，街上最有权力的人是公共场所的保安人员和各个社区的工作人员。不管你平时有多有风格，也不管你来自哪个星球，我们都必须顺从地去找他们，要么举手要么伸出头去挨枪子儿。

温度测量地点1

测温点2(图中测温枪)

虽然这些天很多人被枪击和测试了很多次，但对他们前世的很多朋友来说，这还是比较少见的。由于对它的陌生感，有些问题在大脑中挥之不去。

为什么测温枪是通过在你脑袋上“开一枪”来知道温度的？准确与否？什么样的亲戚最关心，如果你被这件事打击太大，会影响你的健康吗？

事实上，只要我们理解测温枪的原理，我们就会一个一个地解决这些问题。

被测温枪打得太厉害会伤害你的健康吗

被测温枪打太多会伤害你的健康吗？这是一个经典的问题。

测温枪，学名为“红外线温度计”或“红外线辐射温度计”。许多人听到诸如“红外线”和“辐射”之类的词时都发抖。

说到它，推广总是包含“红外线”和“辐射”的设备科学总是一件麻烦事。你必须知道，在“亲戚”中，没有人相信“任何物体辐射”；没人会跟你谈剂量的事。他们只知道只要有“辐射”，他们就应该“宁愿相信它”。

不幸的是，虽然测温枪的名字是“辐射”和“红外线”，它不会对你的身体产生任何哪怕是最轻微的影响。

因为它是接收器，不是发射器。

一般来说，红外测温仪的原理是:被动吸收目标的红外辐射能量，从而获得物体的温度值。

这意味着你的身体一直在扩散辐射能，测温枪的功能是从你身体的某个区域接收辐射能。如果我们真的说在这个过程中有任何伤害，我们应该担心它也是被辐射的测温枪，如果有一天我们在1000℃测量一个额头，也许我们会抑制它。

所以这东西看起来像把枪，但它只是被动的。

好吧，如果你明白这个问题，也许有些朋友想先回答一下——这是否意味着测温枪的工作过程就像一个温度计，你可以直接感受到你发出的“温度信号”？-这种说法实际上并不完全正确。

红外测温枪只能接收各种波段的电磁波，而不是直接的温度传导。而最关键的一个，从“电磁波信息”到“温度信息”的转换过程，即将提到今天真正的焦点——黑体辐射定律。

黑体辐射定律

当你试图在中国媒体平台上搜索任何科技产品的原理时，你会发现一些伪装成科普的复制粘贴怪物，即一些阅读理论和公式的教科书。

阿姨喜欢把这种不负责任的科普称为“懒惰的科普”。这种“测温枪原理”的独特之处在于，它们几乎只会根据黑体辐射定律，煞有介事地移出通道:

在自然界中，所有高于绝对零度(-273.15℃)的物体都在不断地向外辐射能量。向外辐射能量的大小和分布与其表面温度密切相关。物体的温度越高，它发出的红外辐射能力就越强。

诚然，这句话是一切的基础，但我相信，如果你不拆开里面的句子，解释黑体辐射理论，几乎没有人能理解它的含义。

这个黑体辐射定律有什么用？说白了，物理学家想了解从“电磁波信息”到“温度(能量)信息”的转换关系。

所以他们想象这个东西是“黑体”。

这时，我们继续送出我姑姑的老朋友卡比。假设“黑卡比”是一个标准的“黑体”，其特征是:所有入射电磁波都被吸收，既不反射也不透射。

在Kabi身上反映的是，他吃的食物从来不会吐出来，而且他毫不浪费地消化了所有的食物。

然后，被消化的东西最终将成为Kabi内部的热量，即热辐射(我们可以用一种流行的方式将其理解为温度)。

所以这个从“电磁辐射”(光)到“热辐射”(热)的过程叫做黑体辐射。

好了，现在我们知道了这个原理，一个新的问题来了——我们怎么知道被黑体吸收的“光”变成了多少“热”？

自从17世纪牛顿发现棱镜的光色散现象以来，这个问题就一直被研究，科学家们已经研究了数百年。最后，在1900年，马克斯·普朗克在德国物理学会发表了黑体辐射定律的可靠公式。

黑体辐射定律公式

为了证明这个公式，“量子力学”的概念已经成为现代物理学的两大基本支柱之一。

对人类来说，得到这个公式并不容易。看看它被换成了多少价值:

因此，为了使这个消耗的值不变，让我们现在来看看这个公式。不要看写作的复杂性，它实际上是一只纸老虎。它揭示的只是光和温度之间的关系-

你认为如果你把它画成一幅画会更容易理解吗？

如何理解这个数字？这些线的趋势反映了在某一固定温度(单位k/国际标准度-日)下不同波长的热辐射强度。

例如，6000 K (5727 C)，这是太阳的温度——因此根据黑体辐射定律的公式，我们可以计算不同波长的热辐射能量(强度/i)(例如红色、绿色、蓝色、某种红外线、某种紫外线...)在阳光下。

同样，如果我们知道某一部分光的辐射强度和波长，我们也可以计算它所代表的“温度”。

好吧，我知道很多学生还是想说“还是不能理解”。没关系。现在睡觉的学生可以醒了。让我们继续降低理解的难度。以下是关键点。

我们只需要了解一件事，那就是，在任何波长范围内，高温黑体辐射的强度都高于低温黑体辐射的强度。

如图所示，1500℃的红色高温曲线在各波长下的强度都高于1200℃的黄色曲线:

红外温度计就是根据这一特点设计的。

基于这一理论，根据工程应用要求的不同测量精度，红外温度计有三个主要设计方向。

一是单色测温法:利用单一波长下的单色辐射强度比来判断温度；

二是双色测温法:测量被测物体在两个波长下的辐射强度比的强度变化来判断，这种方法受外界影响较小，误差也比前者小；

第三，总辐射测温。

总辐射测温这个名字听起来是最好的，但实际上它是准确度最差的三种方法之一，但它的优点在于结构简单，成本低。

其原因在于其“努力创造奇迹”的设计理念-全辐射测温法，即通过测量辐射物体在全波长下的总辐射强度来确定物体的辐射温度。

我们如何理解这个概念？这就像把一个温度下的全波段辐射强度图比作米山。现在让卡比吃掉整个米山。让我们测量一下它在进食后转化了多少热辐射能量，最后推导出当时的温度值。

全辐射测温过程

现在社区门口测量你体温的红外测温枪基本上就是根据这个想法设计的。

因此，在思路明确之后，我们只需要将一个这样的kappa放入测温枪中，测量它吸收辐射后释放的热辐射量，然后我们就可以计算出对应于被测物体的温度。

热释电红外传感器(pir)可以将接收到的“红外电磁波辐射”转换成“热辐射”(黑体辐射过程)，然后将“热辐射”转换成电信号(热电转换过程)。

简要列出这个东西是如何工作的:

顺便说一下，它真的不贵:

测温枪是否准确

好的，在理解了原理之后，我们可以回到气体接地的问题。所以另一个每个人都非常关心的问题是这个东西是否能被精确测量。

影响测量结果的原因有很多。

首先，客观物理因素:

由于“黑体辐射定律”是在工作物质是理论黑体的条件下计算出来的，而生活中的物质由于物质关系属于不同“纯度”的黑体，这种纯度用“发射率”表示。

理论黑体的发射率为1，测温枪使用的大部分发射率为0.95，适用于生活中的大多数情况。因此，你可以观察到几乎所有你能看到的测温枪屏幕上都写着“0.95”。

然而，该0.95是根据被测物体的材料的浮动值，这是温度测量枪难以绝对精确的原因之一。

第二，污染因素:

由于信息是通过电磁辐射(光)传播的，它不可避免地会受到外界因素的影响，如烟雾和水蒸气；此外，机器入口处的透镜污染也是干扰项的一部分。

第三，机器精度:[/s2/]

由于成本原因，我们通常使用的大多数测温枪都没有使用更精确的双色测温技术，而且内部元件的细度也不均匀；此外，还有由于使用中的距离误差引起的数值波动。

然而，这些有限的缺点仍然很难成为我们拒绝测温枪的原因。

目前，我们使用的红外测温枪比传统的热传导测温方法要好得多——响应时间短，测温效率高，精度相对可靠，不接触被测物体，生产成本低，操作方便。

另一方面，考虑到客观因素太多，红外测温枪仍然可以将被测温度保持在一个相对准确的范围内，这本身就是一件非常强大的事情。它不是那么完美，但它仍然是一个很好的产品，可以在有限的范围内选择。

至少在今天，我很难想象在这场防疫战争中，如果没有类似的科技产品，光是量体温，防控工作会有多困难。

来源：零点娱乐时刊