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体温枪什么光“红外线体温枪”如何测温?

红外线体温枪,是一种利用辐射原理测量人体温度的温度计。它使用红外传感器吸收人体的红外辐射并感应人体温度。

原理:人体的红外辐射聚集在检测器上,该检测器将辐射功率转换为电信号,在补偿了环境温度后,可以以摄氏度(或华氏度)显示。


最近疫魔卷土重来,各城开展全员核酸检测,每日健康申报、一天测温两次又成了规定动作。

一、被测温枪打多了会不会有损健康?

被测温枪打多了会不会有损健康?——这个问题很经典。

测温枪,学名是“红外线测温仪”或者“红外线辐射测温仪”。很多人一听到“红外”“辐射”这类的词就一哆嗦。



测温枪这玩意虽然名头上冠着“辐射”和“红外”,但不会对你的身体施加任何哪怕一丁点的影响。

因为它是个接收器,不是发射器。

笼统地说,红外测温仪的原理是:被动吸收目标的红外辐射能量,从而获得物体温度数值。




二、黑体辐射定律

这次的“测温枪原理”就是——黑体辐射定律:

自然界中一切高于绝对零度(-273.15℃)的物体都在不停向外辐射能量,物体的向外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系,物体的温度越高,所发出的红外辐射能力越强。


体现到卡比身上就是,吃掉的食物从来不吐出去,没有浪费地全部自己消化掉。



那么,消化掉的东西,最后就变成了卡比体内的热量,也就是热辐射(我们可以把它通俗地理解为温度)

于是这个从“电磁辐射”(光)到“热辐射”(热)的过程,就叫黑体辐射。



好了,知道了这个原理,现在新的问题来了——我们该怎么知道黑体吸进去的“光”到底转化成了多少“热”呢?

这个问题自从17世纪牛顿发现三棱镜光色散现象的时候就开始研究了,科学家们一直钻研了数百年,终于在1900年的时候,马克思·普朗克在德国物理学会上公布了靠谱的“黑体辐射定律公式”。



黑体辐射定律公式

其中为了证明这一公式而引出的衍生品“量子力学”概念,顺道成为了现代物理学的两大基本支柱之一。

人类得到这个公式多不容易,看看它是用多少颜值换来的就知道了:



所以,为了让这消耗掉的颜值不被辜负,我们现在就了解一下这个公式,别看写起来复杂,其实都是纸老虎,它所揭示的无非是光与温度的关系——

你看如果把它画成图,是不是就好懂一些了!(并没有)



怎么理解这个图呢,这几条线的走势反映的是某个固定温度(单位K/国际标准温度单位)下,不同波长的热辐射强度。

比如里面的6000K,这是太阳光球层的温度——于是根据黑体辐射定律公式,我们就能分别算出太阳光中不同波长(比如红色、绿色、蓝色、某段红外线、某段紫外线……)的热辐射能量(强度/I)是多少。






现在小区门口给你测体温的红外线测温枪,基本都是这一思路设计的。

所以思路缕清后,我们只需把一个这样的卡比放在测温枪中,测量出它吸收辐射后释放的热辐射量,就能换算出被测物对应的温度了。



这个能将接收到的“红外电磁波辐射”转换为“热辐射”(黑体辐射过程),进而把“热辐射”转化为电信号(热电转化过程)的东西就是:热释电红外传感器(简称:PIR)



简单列一下这东西的工作原理:



顺便说一下,这玩意还真不贵:






注:本文整理自知乎与地球人研究报告。



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