「新浪科技综合」测温枪对人体有害?从原理说到遥感
来源:生态学时空
新冠肺炎疫情当前 , 测体温就成了常态 , 只要有大门的地方 , 小区、校园、实验室、写字楼、超市等等都要测 。
虽然场合不同 , 但测定方式大致一致 , 安保人员会掏出一把类似手枪的东西 , 对着额头或手腕扣动扳机“打”一下 。
说实话 , 这东西不仅样子长得像手枪 , 而且名字也称为 “红外测温枪” 。
说到枪 , 我们首先想到的就是士兵手中的那件东西 。 不管是在冷兵器时代还是热兵器时代 , 枪都是士兵手中最基本的战斗武器 , 都是具有致命杀伤力的 。
所以 , 许多人看到这种类似枪而且名字也叫枪的东西 , 不免心生疑问 , 这样测体温对人体有伤害吗 , 会不会影响健康?
实际上 , 它只是一个接收器 , 而不是发射器 。 这东西正式的称谓叫做“红外线测温仪”, 只是外形酷似手枪而已 , 在原理上与手枪没有半毛钱关系 。
通过这种方式测体温 , 与我们用体温计测量是非常不同的 。
体温计测体温是必须接触到人的身体 , 必须用人的身体将体温计加热到与其的温度一致 , 不管是医用玻璃水银体温计还是电子体温计都一样 。
所以 , 我们用医用玻璃水银体温计就必须等待5分钟以上 , 用电子体温计就必须等待它发出哔哔哔的叫声 , 整个测量过程是比较慢的 , 因为加热过程需要时间 。
不仅慢 , 而且因为是接触式的 , 所以在大疫当前 , 是不合适使用的 。 因此 , 采用非接触性温度计 , 将你的温度隔空传递过去就是非常有必要的 。
那么 , 其原理是什么呢?
简单地说 , 就是收集被测物体发射的红外能量 , 并将其汇集聚于检测器上 , 检测器把这些能量转化为电压信号 , 电压信号经过数据处理及曲线拟合 , 推算出被测温度 , 以数字方式显示出来 。
自然界中的一切物体 , 只要它的温度高于绝对零度(-273℃) , 就存在分子和原子的无规则运动 , 其表面就不断有辐射 。
我们的太阳光 , 就是各种电磁波的辐射组合 , 其中也包括我们人眼能看到的可见光 。 之所以叫可见光 , 那就是针对我们的人眼来说 。
但很可惜 , 我们人眼能看到的电磁波的范围非常有限 , 仅占整个电磁波谱一个非常小的范围 。
在可见光范围之外 , 还有许多电磁波是可以反映物质的某些特殊属性的 。 温度就是其中一个非常重要的属性 。
本文插图
【「新浪科技综合」测温枪对人体有害?从原理说到遥感】不同的温度辐射出去的电磁波在各个波段是不同的 , 也就是具有一定的谱分布范围 。
这种谱分布与物体本身的特性 , 特别是温度极其相关 。 温度越高 , 辐射出的总能量就越大 。 这张图上显示的 , 就是在不同温度下各种电磁波的谱分布范围 。
而且不同温度下的辐射曲线还相互不重叠 , 整个波长范围内的辐射能量 , 也就是每条曲线下的区域 , 其大小与温度四次方相关 , 所以我们可以从辐射信号中测出对应的温度 。 随着被测物体温度升高 , 最大辐射量逐渐向波长较短的区域移动 。
大家可以看到 , 我们人眼能看到的最大辐射量的温度 , 必须是物体达到好几千度 , 所以我们一般只能用人眼感知高温 。
据说一些经验丰富的钢铁工人还可以从颜色估算出炼炉的温度 , 就是这个道理 。
但是 , 在大多数情况下 , 我们需要测定的是常温附近的 , 那么温度越低 , 最大辐射量逐渐向波长较长的区域移动 , 对应于红外波段的波长 。
这就是为什么我们要选用红外波段来测定我们常温附近的温度了 。
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这里 , 我其实特意没有讲黑体辐射 , 也没有讲维恩位移定律 , 也不准备讲基尔霍夫定律 , 但我相信你肯定是听懂了 。 我如果先讲这些概念 , 估计大多数人都看不下去了 。
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