不論進(jìn)入小區(qū)、光顧商場(chǎng)、乘坐公交,都會(huì)遇到不厭其煩的“溫柔一槍”。我們真該慶幸有了“紅外測(cè)溫槍”,才能對(duì)巨大人流進(jìn)行快速篩查。
旅客在香港口岸接受紅外測(cè)溫槍檢查
紅外測(cè)溫槍是2003年抗擊SARS時(shí)初露頭角的,接著在防御禽流感、甲型流感中盡顯優(yōu)勢(shì)。而這次迎戰(zhàn)新冠病毒的全民戰(zhàn)爭(zhēng),才是紅外測(cè)溫槍真正的大亮相和大普及。
無(wú)須接觸也無(wú)需等待,一扣扳機(jī),你的體溫已經(jīng)應(yīng)聲化作顯示屏上的數(shù)字了。這種簡(jiǎn)易、迅捷和安全是前所未有的。但紅外測(cè)溫槍是如何工作呢?多次反復(fù)測(cè)量對(duì)人體是否有害呢?
人類作為最高級(jí)和精致的恒溫動(dòng)物,千萬(wàn)年進(jìn)化中,把體溫保持在37攝氏度左右,以利各項(xiàng)生命化學(xué)活動(dòng)最有效進(jìn)行。一旦受到微生物感染,就常常會(huì)升高體溫,從而抑制病原體繁殖,強(qiáng)化免疫細(xì)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(jì)放置于口腔、直腸或腋下,通過水銀受熱膨脹來測(cè)出體溫;電子溫度計(jì)則代之以感溫頭和電子元器件;而紅外測(cè)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(cè)體溫。
不同物體的紅外線輻射
這里不可回避要引進(jìn)一個(gè)概念了,那就是黑體。假設(shè)一個(gè)物體能吸收外來的全部電磁輻射,既無(wú)反射也無(wú)透射,便可稱它為黑體。黑體也具有最強(qiáng)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(wàn)物,只要溫度高于絕對(duì)零度,即-273攝氏度,都會(huì)發(fā)出電磁輻射。當(dāng)我們圍著一個(gè)爐子取暖時(shí),是在接受它發(fā)出的紅外線。人體也是一個(gè)37攝氏度的“生命火爐”,皮膚對(duì)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(jì)在測(cè)量,身體都會(huì)不間斷地發(fā)出波長(zhǎng)約10微米的紅外線。我們的紅外測(cè)溫槍,只是人體紅外線的一個(gè)被動(dòng)接收器。當(dāng)然不會(huì)對(duì)健康有絲毫影響和侵?jǐn)_。
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(rùn)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(wú)光噴漆0.97,紡織物0.90,人類皮膚0.98,拋光鋁0.04-0.06,陽(yáng)極氧化的鋁0.55,生銹鋼材0.69,不銹鋼0.16-0.45)。
紅外測(cè)溫計(jì)原理示意圖
紅外測(cè)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(cè)器上。熱能在這里轉(zhuǎn)換為電信號(hào),再把對(duì)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(duì)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(guó)科學(xué)家菲涅爾為改造燈塔而做出的發(fā)明。紅外測(cè)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(cè)溫槍要對(duì)準(zhǔn)前額呢?人體表面的溫度差別很大,額頭正好是顳動(dòng)脈流過的地方,如同暖氣的散熱片。這里皮膚很薄,測(cè)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(shí)的”核心體溫”。加上此處“天庭飽滿”,“地勢(shì)”開闊,十分便于操作。無(wú)疑比紅外耳溫計(jì)更適合疫情篩查了。