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像中“枪”一样 —— 额温枪

发表时间: 2022-07-20 09:49:57

作者: 深圳市天竺科技有限公司官网

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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。


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!


如果你对科学感兴趣,如果你总是有各种新奇的观点,留言与我们交流,或者留下你的疑问,让我们帮助你回答。

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