像中“枪”一样 —— 额温枪

自2月以来，疫情给我们的生活带来了很多不便。相信大家都经历过额温枪测量体温，无论是买菜购物还是进出小区。但是你知道额温枪的工作原理吗？

今天，简单介绍一下额温枪的小知识吧！

额温枪(如下图所示)又称红外测温仪，主要用于机场、海关、学校等公共场所。虽然款式多样，但原理基本相同。

关于温度，首先要知道辐射的概念:

世间万物，有温度的物体都会辐射。温度为0 开尔文(0 K, 即零下273.15 摄氏度) 上述物体以电磁波的形式辐射能量，并从周围空间吸收能量，即其差异为净热辐射。其辐射功率为：

虽然公式繁琐，但理解并不难。ε辐射率在0~1之间；s斯特藩-玻尔兹曼常数；A 为表面积；T 绝对温度。当我们减少P辐射和P吸收时，我们可以计算出净释放热量（P净）。

对于人类来说，只要你还活着，这个值总是大于零。正常人每天释放至少9000焦耳的能量，换算约2000卡 ，这种热辐射一直在进行中。

假如以光的形式表达辐射，那么我们每个人都能一直发光啊！

由于我们一直在向外辐射，辐射的本质是一个连续谱（即纵轴为辐射功率，横轴为波长图像）。维恩位移定律大致可以给出该连续谱的峰值位置：

根据上面的公式不难算出，不同人体温度下对应的辐射波长。据统计，人体温度波动范围在36.7～37.在7摄氏度范围内，相应的辐射波长落在红外波段(7600纳米-1mm)。这样，我们就可以将体温与辐射波长结合起来:

人体温度对应相应的辐射值；检测到相应的辐射，反向代表被检测物，即人体的实际体温。

那额温枪是怎么工作的呢？

以下是额温枪的一般结构（如下图所示）：额温枪=透镜+温度传感器+主控板+显示屏+蜂鸣器+电源

具体来看：

人体发出红外辐射。通过镜头聚集，红外线聚焦在温度传感器上。当温度升高时，电信号传输到主控板。电信号的强度意味着温度出现在显示屏上。如果超过正常体温，蜂鸣器将报警。温度测量过程通常不超过1秒。

说到这里，有些人可能仍然想知道额温枪是如何测量我们的温度的？换句话说，额温枪中的温度传感器是如何工作的？

本文介绍了塞贝克效应的相关原理。

赛贝克效应——即两种不同电导体或半导体因温差而引起的热电现象。简而言之，将两种不同金属（如铜和铁）的导线连接成电路，其中一个放置在温度传感器中，另一个放置在室温下。当温度传感器因为接收到红外辐射而温度升高时，两个连接点之间会产生温差，这种温差会导致电子由热端向冷端流动，则产生电信号（电流或电压）。

综上所述：人们发出红外辐射，辐射被额温枪中的传感器接收。由于辐射，传感器内部的温差发生变化。温差导致塞贝克效应产生电压。电压值最终通过显示屏显示并表示为温度。

这不是很神奇吗？小额温枪实际上隐藏着如此精致的设计，并涉及到多个学科的知识。人类的智慧怎么能不令人印象深刻呢！

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