「小槍槍biu你胸口！」溫馨小家必備的紅外測溫槍，你get了嗎？

最新 04-13

本周實驗

hi，我是博導實驗室新來的編輯，你們可以叫我（萌萌噠）小助~又到了一周一度的實驗日，來跟小助揭開本次實驗的面紗吧！

還在用溫度計？

那你就OU

T啦！

提到溫度計，你是不是像小助一樣，第一反應就是想起發燒的時候~額頭上敷著濕巾，迷迷糊糊看到媽媽拿出一根亮晶晶的玻璃棒，沖著明亮處眯眼觀察良久，然後就是甩~甩甩~甩甩甩~

小助想說，比起水銀溫度計，換個方便又快（xuan）速（ku）的額溫槍不是更好咩？畢竟腋窩裡夾根玻璃棒感覺並不好，尤其是冬天，每次放進去都把小助涼得打個激靈…

現在醫院使用的額溫槍，只要把探頭對準被測者的額頭，按下測量鈕，幾秒鐘之後就可以得到溫度數據啦，非常適合急重病患者、老人、嬰幼兒等人群使用。如此方便的家庭必備利器，本次可以來跟我們一起DIY喲~

一、實驗背景

1672年，人們發現太陽光（白光）是由各種顏色的光複合而成，同時，牛頓做出了單色光在性質上比白色光更簡單的著名結論。使用分光稜鏡就把太陽光（白光）分解為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等各色單色光。比如我們常常看到的，美麗的雨後彩虹~

1800年，英國物理學家F. W. 赫胥爾從熱的觀點來研究各種色光時，發現了紅外線。

他在實驗中，用溫度計去測量光帶中不同顏色的熱量，發現一個奇怪的現象：放在光帶紅光外的一支溫度計，比室內其他溫度的批示數值高。經過反覆試驗，這個熱量最多的高溫區，總是位於紅光的外面。於是他宣布，除可見光線外，還有一種人眼看不見的、位於紅色光外側的「熱線」，也就是紅外線。

紅外線的波長在0.76?100μm之間，按波長的範圍可分為近紅外、中紅外、遠紅外、極遠紅外四類，它在電磁波連續頻譜中的位置是處於無線電波與可見光之間的區域。

紅外線輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射。任何物體在常規環境下都會產生自身分子和原子的無規則運動，並不停輻射出熱紅外能量。分子和原子的運動愈劇烈，輻射的能量愈大，反之輻射的能量愈小。

二、實驗原理

紅外測溫儀的測溫原理是黑體輻射定律。自然界中一切高於絕對零度的物體都在不停向外輻射能量，能量的大小及其按波長的分布，與它的表面溫度有著十分密切的聯繫。物體溫度越高，所發出的紅外輻射能力越強。

因此，通過對物體自身輻射的紅外能量的測量，便能準確地測定它的表面溫度，這就是紅外輻射測溫所依據的客觀基礎啦。

（圖片來源：全景網）

那麼，黑體又是什麼呢？

黑體是一種理想化的輻射體。它吸收所有波長的輻射能量，沒有能量的反射和透過，其表面的發射率為1。

現實中並不存在黑體，但是為了探尋紅外輻射分布規律，理論研究中必須選擇合適的模型，即普朗克提出的體腔輻射的量子化振子模型，進而導出了普朗克黑體輻射的定律，即以波長表示的黑體光譜輻射度。這是一切紅外輻射理論的出發點，故稱黑體輻射定律。

我們通過紅外探測器，將物體輻射的功率信號轉換成電信號後，成像裝置的輸出信號就可以一一對應，模擬掃描物體表面溫度的空間分布，經過電子系統處理，傳到顯示屏上，得到與物體表面熱分布相對應的熱像圖。

運用這個方法，我們就能實現對目標遠距離熱狀態圖像的成像和測溫~

三、發展應用

在第二次世界大戰中，德國人用紅外變像管作為光電轉換器件，研製出了主動式夜視儀和紅外通信設備，為紅外技術的發展奠定了基礎。

由美國經過近一年的探索，開發研製出第一代用于軍事領域的紅外成像裝置，稱之為紅外尋視系統（FLIR），它是利用光學機械系統對被測目標的紅外輻射掃描。

六十年代中期，研製出第一套工業用的實時成像系統（THV），該系統由液氮致冷，110V電源電壓供電，重約35公斤，因此使用中便攜性很差。經過對儀器的幾代改進，1986年研製的紅外熱像儀已無需液氮或高壓氣，而以熱電方式致冷，可用電池供電；1988年推出的全功能熱像儀，將溫度的測量、修改、分析、圖像採集、存儲合於一體，重量小於7公斤，儀器的功能、精度和可靠性都得到了顯著的提高。

實驗過程