惊！！！红外测温仪不是发射红外线进行测温？

作者: 每日一醒 | 来源:发表于2020-03-18 22:02 被阅读0次

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重磅干货，细致入微AI大道理

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最近由于疫情的蔓延，各地都进行人员体温检测，使用的大多是无接触的红外测温仪。工作人员拿着红外测温仪向你额头、手臂等地方开一枪，显示屏就显示出了你的体温。那么为什么没有接触就可以达到测温的功能呢？红外测温是发射红外线进行测温吗？从按下扳机向你开枪到显示数字这中间发生了什么？让我们细致入微，揭开其神秘的面纱。

红外线是如何被发现的？

1665年英国伦敦发生一次大瘟疫，照成十万多人死亡。22岁的牛顿，为了躲避瘟疫回到家中。期间他做了一个色散实验来研究太阳光的组成。他让一束白光通过一个三棱镜，发现从三棱镜出来的竟然是七种光束——红橙黄绿蓝靛紫。那白光去哪里？是影分身之术，一分为七，还是和三棱镜发生某种反应产生的呢？他让这些五颜六色的光又通过一个凸透镜进行汇聚，再通过一个三棱镜，白光又回来了。（惊）于是他得出了一个结论，白光是七种颜色的光混合而成的。

世界上能骗你的不止是嘴，还有你最信任的眼睛。眼不见为净，那么看不见的就真的不存在吗？100年后，英国赫谢尔做了一个实验，他想看看七种光哪种可以使得物体升温最快。他先让白光色散成七种光，然后在每个光照射的地方放温度计时时测量升温情况，作为对比，在七种光两侧也放了温度计，实验结果吓他一跳，居然是红光旁边看不见的地方那个温度计升温最快。是见鬼了吗？他明白是眼睛欺骗了他，看不见的地方也有光，而且这种光照射使得温度升温最快，他把这种光命名为红外线。紫外线的命名也是同样道理。（所以有没有鬼？值得思考）

什么是黑体辐射？

世界上存在的就是合理的，存在的并是有其存在的意义和价值。难得发现了红外线它能干嘛呢？我们可以利用红外线做遥控器，还有遥感技术正是利用红外线波长长的特点，当然还有我们要说的测温。那么红外测温仪是如何利用红外线进行测温的呢？首先来了解一下黑体辐射。所谓黑体就是指黑色的物体？黑体其实是一个理想化了的物体，它能够吸收外来的全部电磁辐射，并且不会有任何的反射与透射。不管什么物体，只要它比绝对零度温度高，都在辐射电磁波。电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的震荡粒子波，是以波动的形式传播的电磁场。黑体在700K以下时看起来是黑色的，但那也只是因为在700K之下的黑体所放出来的辐射能量很小且辐射波长在可见光范围之外。若黑体的温度高过上述的温度的话，黑体则不会再是黑色的了，它会开始变成红色，并且随着温度的升高，而分别有橘色、黄色、白色等颜色出现。以钢材为例根据温度的升高过程，分别变为红色，橙色，黄色，当温度超过1300摄氏度时开始发白色和蓝色。当黑体变为白色的时候，它同时会放出大量的紫外线。

红外测温仪是如何测温的？

黑体辐射规律指出，温度越高的物体，辐射越强，如下式所示 :

$p=\alpha T^4$

其中，单位面积的辐射功率叫p，T是绝对温度，σ是一个常数。太阳就可以近似看做一个黑体。人们测出太阳表面单位面积的辐射功率为6×10^7瓦特每平方米，根据上述公式可以得出太阳表面温度为5700开尔文，即5153.7摄氏度，这就是人类第一次算出太阳表面温度的方法。

远在天边的太阳都能测得其表面温度，那想测近在眼前的人体表面的温度岂不是易如反掌。于是就是我们看见的那样，工作人员拿着手里的红外测温仪向我们开了一枪，红外测温仪可以收集额头上单位面积的辐射功率，就可以得到你的体温。而人体温度在37左右，辐射的电磁波主要是集中在红外这个波段，因此这种方式测温叫红外线测温。看到这里，我们明白了原来红外测温仪并不是自己发射红外线进行测温，而是我们人体在辐射红外线，红外测温仪在收集这些红外线。

从开枪到显示出数字经历了什么？

现在我们知道红外测温仪收集收集额头上单位面积的红外线辐射功率，也知道了通过公式得到温度，那么如何才能得到显示屏上显示的温度值呢？红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。电信号经过放大、滤波后进行模／数转换，并送至单片机（集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机）进行信号处理，液晶显示单元显示出被测目标的温度值。