你的肌膚常說(shuō),“冷冰冰的水銀溫度計(jì),我是拒絕的。瞧人家紅外溫體溫計(jì),那小手指一按,‘照哪測(cè)哪’,一眨眼的功夫便測(cè)了溫度”?商热裟闳メt(yī)院檢查,護(hù)士姐姐很少使用紅外體溫計(jì)照兩下你的額頭便了事,水銀體溫計(jì)和電子體溫計(jì)往往是 。那為啥如此“高大上”的紅外體溫計(jì)至今不能完全取代傳統(tǒng)體溫計(jì),大行其道呢?這還得從它的工作原理說(shuō)起……
顧名思義,紅外體溫計(jì)的核心在于紅外線,紅外線屬于肉眼不可見(jiàn)光,并非紅外體溫計(jì)發(fā)射的“紅光”(那是激光,僅僅幫助使用者確定被測(cè)物體的位置,并不參與測(cè)溫)。
紅外溫度計(jì)(網(wǎng)絡(luò)圖)
當(dāng)物體溫度高于 零度[1]時(shí),由于物質(zhì)存在分子振動(dòng),其產(chǎn)生的能量以電磁波的形式向外輻射,其中大部分為紅外線。根據(jù)斯忒藩-波爾茲曼定律,在單位時(shí)間內(nèi),黑體[2]向外輻射的總能量與它表面溫度的四次方成正比。
其中,A是發(fā)射率[3],σ是常數(shù),紅外測(cè)溫儀基于這一原理,通過(guò)收集被測(cè)物體的全部紅外能量,可以間接計(jì)算出物體的熱力學(xué)溫度。
那么,微不足道的紅外線如何搖身一變,變成了我們?nèi)庋劭勺x的攝氏溫度呢?這一過(guò)程并不復(fù)雜。首先,你只需將體溫計(jì)的濾鏡正對(duì)被測(cè)物體,物體產(chǎn)生的紅外線便主動(dòng)“投懷送抱”,透過(guò)濾鏡后被光電系統(tǒng)聚集并傳輸給光電探測(cè)器,光電探測(cè)器將其轉(zhuǎn)化成電信號(hào),送往信號(hào)處理器,經(jīng)過(guò)信號(hào)處理器校正后,傳輸至顯示輸出系統(tǒng),最終轉(zhuǎn)化成溫度值。
紅外測(cè)溫儀的工作過(guò)程(作者自制圖)
如今,紅外溫度計(jì)技術(shù)上早已能實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)溫,然而理想很美好,現(xiàn)實(shí)很骨感。實(shí)際生活中,物體無(wú)法向外界輻射其產(chǎn)生的全部紅外能量,一般認(rèn)為,被測(cè)物體能夠向溫度計(jì)輻射95%的紅外線(發(fā)射率為0.95)[4],溫度計(jì)對(duì)此作出相應(yīng)的調(diào)整,能夠測(cè)得準(zhǔn)確溫度。不幸的是,物體的發(fā)射率受到眾多因素的影響,例如表面粘了土、蒙了塵、歪曲變形,都能改變其發(fā)射率。為確保其結(jié)果 ,需防止周遭環(huán)境(蒸汽、塵土、煙霧)的影響,保持被測(cè)物體表面清潔。
眾所周知,水銀溫度計(jì)的讀數(shù)只增不減、肉眼讀數(shù)容易產(chǎn)生偏差、測(cè)溫時(shí)間長(zhǎng),破碎后還有水銀中毒的危險(xiǎn),因此,我國(guó)將于全面2020年停產(chǎn)。而紅外體溫計(jì)則相反,安全簡(jiǎn)便,無(wú)需接觸被測(cè)物體、測(cè)溫快、還可以測(cè)量物體表面任何部位的溫度。但是,它不能測(cè)量?jī)?nèi)部溫度和表面光滑、透明度較高[5]的物體。此外,使用紅外線體溫計(jì),為防止其它物體輻射的紅外線來(lái)“搗亂”,還必須保持激光與被測(cè)物體垂直,近距離測(cè)量。
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