手机拍一下就能测温？我的热量是怎么传过去的?

审核专家：罗会仟

中国科学院物理研究所副研究员

最近，坐高铁的小伙伴可能发现了，乘务员小姐姐每隔三小时就拿个手机对着大家挨个儿拍照。莫非是小姐姐看咱长得太帅了？怎么可能嘛！

其实，乘务员不是在“偷拍”，而是在测量旅客体温。乘务员小姐姐手持的也并不是普通的手机，而是有红外测温功能的手持终端机。这样既减少了近距离接触带来的交叉感染风险，又可以在不打扰旅客的情况下实行快速测温。

来源 | 微博

随着后疫情时代的到来，口罩及各种消毒产品已经成为人们生活中的日常消耗品，而在各种公共场所，人们对各式各样的测温设备也不再陌生。

这些设备能在短短几秒之内检测出被测物体的温度，为我们的生产生活、尤其是新冠疫情发生以后的常态化监测防控提供了极大的便利。那么，红外测温仪是怎样迅速测出物体温度的呢？

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热辐射定律

要想了解红外测温仪的工作原理，有一个定律是我们必须要知道的，那就是热辐射定律。

威廉·赫歇尔（英语：Frederick William Herschel）

来源丨维基

1800年，英国天文学家威廉·赫歇尔在进行一次实验的时候，用温度计对太阳光谱的各个部分进行了测量。他发现当将温度计放在光谱红端的外测测温时温度上升得最高，但这个位置完全没有颜色。

因此他得出结论：太阳光中包含着处于红光以外我们用肉眼不可看见的光线，这种“光线”就是红外辐射。

后来，德国物理学家古斯塔夫·基尔霍夫在1859年提出了热辐射定律，用来描述物体的发射率和吸收比之间的关系。

古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫（德语：Gustav Robert Kirchhoff）

来源丨维基

简单概括一下热辐射定律，就是自然界一切（因为绝对零度不可能达到，自然界的物体当然高于绝对零度）物体都在不停地向它周围的环境辐射电磁波，不同波段的辐射量不一样，其中波长在0.75-100 微米之间的是红外波段。随着物体温度的升高，其向周围环境辐射的总能量也逐渐变多。

利用这一原理，我们就可以通过测量被测物体向外界辐射的能量，从而测得物体的表面温度。

红外测温系统示意图 

来源 | 高校物理课件

红外测温系统通常由目标热辐射体、环境、光学系统、信号探测系统、转换系统和显示输出设备几部分组成。

当我们对某一物体进行温度测量时，待测物体向周围环境辐射的电磁波可以被红外测温仪接收。系统中的光学器件则会将该部分热辐射能量汇聚到探测器上，把热信号转化为电信号，将处理好的电信号以温度的形式显示出来，就可以得到仪表上看到的温度值了。

常见的几种测温仪 

来源 | 高校课件

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红外测温仪的种类

红外测温仪的种类很多，目前市面上常见的非接触式测温设备主要有额温枪和红外热成像仪两类。

额温枪就是手持式的红外测温仪， 通过内部的传感器接受人体发射出的红外辐射，传感器表面电极的电流密度会随之感应出一个电流，通过内部的放大器等转换可以识别的电压信号输出，就可以得到人体额头表面的温度啦。

还有一种红外热成像体温仪，通过软件在屏幕上监测被测物体的热图谱来分析温度，这种方式能够更加清楚直观地监测温度。

我们在文章开头说到的在高铁上“拍照”的乘务员使用的就是这种热成像体温仪，它可以减少人员的接触，更安全也更便捷。但热成像仪监测的往往是物体或者人体表面的温度，因此可能会存在一定的测温误差。

红外热成像仪下的鸵鸟

来源丨维基

还有一种在线式测温仪往往出现在工业现场，能够24小时连续进行监测，可以在高温等恶劣环境下工作。

通过温度监测，维护人员可以用最低的成本找出工厂内潜在的问题，任何温度异常现象背后都可能存在安全隐患，借助红外测温系统可以及时发现问题并进行校正，及时避免安全事故的发生。

通过红外测温设备，我们可以快速得到被测物体的温度，这为人们的生产和生活带来了很多的便利。

尤其是自新冠疫情爆发以来，几乎所有的公共场所都会设置测温的设备，比如地铁安检口、商场门口，工作人员手持一个小的测温仪，在你的手腕上测一下温度；还比如学校食堂、餐厅入口等，往往设置的是扫描式的红外热成像仪。

凡此种种，都能够在人群中迅速发现发热人员，与传统水银温度计相比，既省时又卫生，大大提高了测温效率，不至于造成人员的拥堵和聚集，为疫情防控提供了许多便利。

当你乘坐高铁、动车出行时，如果再遇到乘务员小姐姐拿起手机对准你，可不要再误会是在偷拍你啦，她只是在通过手机上的红外测温软件对乘客测温，对车厢内的乘客进行发热排查。

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