七君

在疫情期间，我们看到在凌晨的寒风中，坚守在一线的工作人员宁可把暖宝宝给体温枪用，也不给自己用。

为什么体温枪到了凌晨就没用了呢？为什么体温枪测出来的值变化这么大呢？要回答这些问题，就要了解一下体温枪的原理。

1. 为什么体温枪到了低温就没用了呢？

手持式红外测温仪（体温枪）的原理是，用其内部的热电堆接收物体发射的红外线，热电堆会将红外线转化为热能，然后转化为电信号。电信号最终被转化为屏幕上的温度数值。

热电堆，价格很便宜，几十块钱就可以买到

热电堆里面的主要元件，是热电偶。简单来说，热电偶就是两根不同导体制作的电线，这两根电线在一端相连，另一端不相连。1821年，塞貝克发现，把两根电线的接头处放在热的地方，不连接的那一端放在冷的地方，那么它们不相连的那两端之间就会产生热电压，这被称为塞贝克效应或者说第一热电效应。

根据热电偶导体材料的不同，它们也被标准化命名为 K、R、S、J、K型热电偶。体温枪的K型热电偶在0℃～1000℃，温度每增加10℃，输出电压就固定增加约400微伏。利用输出电压，就可以算出温度升高了多少。从图中可以看到，塞贝克系数（单位温度变化带来的电压变化）曲线在0摄氏度以下就急剧变化。

体温枪是按照人体温附近的塞贝克系数计算温度的，0摄氏度以下由于曲线变化剧烈它算出来的值就没用了。体温枪因此会要求环境温度10℃～40℃。而且准确度也不如水银温度计。

2. 为什么体温枪波动这么大？

体温枪是依靠射入的红外线测量温度。材料的发射率，也就是物体吸收和发射热量的能力对温度的计算非常关键。

一般来说温度相同的物体，越粗糙、颜色越深的材料的发射率越接近1，测出来的温度越真实;而越反光的材料，像镜子的发射率就低，测出来的温度越不准。

大多数体温枪的默认发射率只有0.95，遇到强反射的物体，比如光明顶、玻璃或者油脑门的时候测出的温度就偏低。

体温枪测不准的另一原因在于测量距离，它有一个参数叫测量距离比。例如，测量距离比为12：1的体温枪可以在12厘米远的地方测量直径为1厘米的圆内的温度。如果把体温枪拿太远，那么实测面积就会超出预期，奇怪的东西就混进来了。一些非专业人士测量时没有控制好距离，就会导致测出来的数值低于真实体温。

K型热电偶（绿色）的塞贝克系数（温度变化带来的电压变化）随温度而变化