七君

在疫情期間，我們看到在凌晨的寒風(fēng)中，堅(jiān)守在一線的工作人員寧可把暖寶寶給體溫槍用，也不給自己用。

為什么體溫槍到了凌晨就沒用了呢？為什么體溫槍測出來的值變化這么大呢？要回答這些問題，就要了解一下體溫槍的原理。

1. 為什么體溫槍到了低溫就沒用了呢？

手持式紅外測溫儀（體溫槍）的原理是，用其內(nèi)部的熱電堆接收物體發(fā)射的紅外線，熱電堆會將紅外線轉(zhuǎn)化為熱能，然后轉(zhuǎn)化為電信號。電信號最終被轉(zhuǎn)化為屏幕上的溫度數(shù)值。

熱電堆，價格很便宜，幾十塊錢就可以買到

熱電堆里面的主要元件，是熱電偶。簡單來說，熱電偶就是兩根不同導(dǎo)體制作的電線，這兩根電線在一端相連，另一端不相連。1821年，塞貝克發(fā)現(xiàn)，把兩根電線的接頭處放在熱的地方，不連接的那一端放在冷的地方，那么它們不相連的那兩端之間就會產(chǎn)生熱電壓，這被稱為塞貝克效應(yīng)或者說第一熱電效應(yīng)。

根據(jù)熱電偶導(dǎo)體材料的不同，它們也被標(biāo)準(zhǔn)化命名為 K、R、S、J、K型熱電偶。體溫槍的K型熱電偶在0℃～1000℃，溫度每增加10℃，輸出電壓就固定增加約400微伏。利用輸出電壓，就可以算出溫度升高了多少。從圖中可以看到，塞貝克系數(shù)（單位溫度變化帶來的電壓變化）曲線在0攝氏度以下就急劇變化。

體溫槍是按照人體溫附近的塞貝克系數(shù)計(jì)算溫度的，0攝氏度以下由于曲線變化劇烈它算出來的值就沒用了。體溫槍因此會要求環(huán)境溫度10℃～40℃。而且準(zhǔn)確度也不如水銀溫度計(jì)。

2. 為什么體溫槍波動這么大？

體溫槍是依靠射入的紅外線測量溫度。材料的發(fā)射率，也就是物體吸收和發(fā)射熱量的能力對溫度的計(jì)算非常關(guān)鍵。

一般來說溫度相同的物體，越粗糙、顏色越深的材料的發(fā)射率越接近1，測出來的溫度越真實(shí);而越反光的材料，像鏡子的發(fā)射率就低，測出來的溫度越不準(zhǔn)。

大多數(shù)體溫槍的默認(rèn)發(fā)射率只有0.95，遇到強(qiáng)反射的物體，比如光明頂、玻璃或者油腦門的時候測出的溫度就偏低。

體溫槍測不準(zhǔn)的另一原因在于測量距離，它有一個參數(shù)叫測量距離比。例如，測量距離比為12：1的體溫槍可以在12厘米遠(yuǎn)的地方測量直徑為1厘米的圓內(nèi)的溫度。如果把體溫槍拿太遠(yuǎn)，那么實(shí)測面積就會超出預(yù)期，奇怪的東西就混進(jìn)來了。一些非專業(yè)人士測量時沒有控制好距離，就會導(dǎo)致測出來的數(shù)值低于真實(shí)體溫。

K型熱電偶（綠色）的塞貝克系數(shù)（溫度變化帶來的電壓變化）隨溫度而變化