不論進入小區(qū)、光顧商場、乘坐公交,都會遇到不厭其煩的“溫柔一槍”。我們真該慶幸有了“紅外測溫槍”,才能對巨大人流進行快速篩查。
旅客在香港口岸接受紅外測溫槍檢查
紅外測溫槍是2003年抗擊SARS時初露頭角的,接著在防御禽流感、甲型流感中盡顯優(yōu)勢。而這次迎戰(zhàn)新冠病毒的全民戰(zhàn)爭,才是紅外測溫槍真正的大亮相和大普及。
無須接觸也無需等待,一扣扳機,你的體溫已經(jīng)應(yīng)聲化作顯示屏上的數(shù)字了。這種簡易、迅捷和安全是前所未有的。但紅外測溫槍是如何工作呢?多次反復(fù)測量對人體是否有害呢?
人類作為最高級和精致的恒溫動物,千萬年進化中,把體溫保持在37攝氏度左右,以利各項生命化學(xué)活動最有效進行。一旦受到微生物感染,就常常會升高體溫,從而抑制病原體繁殖,強化免疫細胞的防御能力。因此發(fā)燒就成為生病的重要征兆。
水銀體溫計放置于口腔、直腸或腋下,通過水銀受熱膨脹來測出體溫;電子溫度計則代之以感溫頭和電子元器件;而紅外測溫槍則完全脫離身體接觸,排除熱量傳導(dǎo),全靠隔空采集身體發(fā)出的紅外線來探測體溫。
不同物體的紅外線輻射
這里不可回避要引進一個概念了,那就是黑體。假設(shè)一個物體能吸收外來的全部電磁輻射,既無反射也無透射,便可稱它為黑體。黑體也具有最強的輻射本領(lǐng)。普通物體和黑體在同樣溫度下輻射能力的比值,稱為發(fā)射率。
宇宙萬物,只要溫度高于絕對零度,即-273攝氏度,都會發(fā)出電磁輻射。當(dāng)我們圍著一個爐子取暖時,是在接受它發(fā)出的紅外線。人體也是一個37攝氏度的“生命火爐”,皮膚對外輻射紅外線,發(fā)射率約為0.98,僅僅略低于理想的黑體。不管你知不知曉,也不管有沒有溫度計在測量,身體都會不間斷地發(fā)出波長約10微米的紅外線。我們的紅外測溫槍,只是人體紅外線的一個被動接收器。當(dāng)然不會對健康有絲毫影響和侵擾。
不同物質(zhì)材料發(fā)射率不同(瀝青0.90-0.98,混凝土0.92,干燥土壤0.9;濕潤土壤0.95,木材0.90,水0.92-0.96,冰0.96-0.98,雪0.83,磚塊0.93-0.96,油漆0.8-0.95,黑色無光噴漆0.97,紡織物0.90,人類皮膚0.98,拋光鋁0.04-0.06,陽極氧化的鋁0.55,生銹鋼材0.69,不銹鋼0.16-0.45)。
紅外測溫計原理示意圖
紅外測溫槍的前端是一塊光學(xué)塑料制成的菲涅爾透鏡,將人體發(fā)出的紅外線聚焦到探測器上。熱能在這里轉(zhuǎn)換為電信號,再把對應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)直接顯示出來。也許有必要多說幾句菲涅爾透鏡。對于普通透鏡,由于光線只在表面發(fā)生折射,盡量除去透鏡中光直線傳播部分的材料而保留表面弧度,使透鏡變輕變薄,這就是200年前法國科學(xué)家菲涅爾為改造燈塔而做出的發(fā)明。紅外測溫槍使用大口徑、短焦距、同心圓階梯構(gòu)造的菲涅爾透鏡。便能在“秒拍”之間讓紅外線充分聚焦了。
菲涅爾透鏡和普通凸透鏡比較
為什么紅外測溫槍要對準前額呢?人體表面的溫度差別很大,額頭正好是顳動脈流過的地方,如同暖氣的散熱片。這里皮膚很薄,測溫槍接受的紅外線主要是來自血管散發(fā)的熱量,更能反映出人體真實的”核心體溫”。加上此處“天庭飽滿”,“地勢”開闊,十分便于操作。無疑比紅外耳溫計更適合疫情篩查了。