在疫情期間，我們看到感人的一幕幕。比如體溫檢測點，在凌晨的寒風中，堅守在一線的工作人員寧可把暖寶寶給體溫儀用，也不給自己用。

為什么體溫儀到了晚上就沒用了呢？

還有，為什么體溫槍測出來的值變化這么大呢？

要回答這些問題，就要了解一下體溫槍的原理。

體溫槍到了晚上就需要暖寶寶，這是因為體溫槍無法在0攝氏度中工作。

手持式紅外測溫儀，也就是體溫槍的原理是這樣的，物體發射的紅外線射入后，被內部的熱電堆（thermalpile）接收，熱電堆會將紅外線轉化為熱能，然后轉化為電信號。電信號終被轉化為屏幕上的溫度數值。

熱電堆里面的主要元件，是熱電偶。簡單來說，熱電偶就是兩根不同導體制作的電線，這兩根電線在一端相連，另一段不相連。

早在1821年，德國物理學家 Thomas Johann Seebeck 就發現，如果把這兩根電線的接頭處放在熱的地方，不連接的那一端放在冷的地方，那么它們不相連的那兩端之間就會產生熱電壓，這個效應就被稱為塞貝克效應（Seebeck effect），或者說第yi熱電效應。

根據熱電偶導體材料的不同，它們也被標準化命名為 K、R、S、J、K型熱電偶。比如常見的K型熱電偶就是用鎳鉻合金和鋁鎳合金制造的。

常用于制造體溫槍的K型熱電偶在0-1000攝氏度的時候，對溫度的敏感度不怎么變化，比如溫度增加10攝氏度，輸出電壓就固定增加400微伏。利用輸出電壓，就可以倒推溫度升高了多少，體溫就是這么測出來的。塞貝克系數（單位溫度變化帶來的電壓變化）就是一條水平線。但是到了0攝氏度以下，它就開始*下墜

體溫槍是按照人體溫附近的塞貝克系數計算溫度的，0攝氏度以下它算出來的值就瓦特了，沒用了。也因為體溫槍容易受到環境溫度的影響，它的精度要比普通水銀體溫計差。體溫槍說明書也很有自知之明，會要求使用前把體溫槍保持在穩定的室溫內至少30分鐘。

第二個問題，為什么體溫槍波動這么大？

我們剛才說到，體溫槍的是依靠射入的紅外線測量溫度。更具體來說，材料的發射率，也就是物體吸收和發射熱量的能力對溫度的計算非常關鍵。

發射率反映的是物體表面講真話（真實還原材料內部溫度）的性質。一般來說，越粗糙，顏色越深的材料的發射率越接近1，測出來的溫度越真實；而越反光的材料，像鏡子的發射率就越低，測出來的溫度越不準。所以，平面的黑色物體在測量時不需要發射率補償，而測量具有反射性的物體則需要進行調整。可是，大多數體溫槍的默認發射率只有0.95，遇到強反射的物體，比如光明頂、玻璃，或者痘油腦門的時候測出的溫度就偏低。這就是為什么，測油腦門，還不如測不那么油的手腕處。

當然，更貴更精準的紅外測溫儀可以調整發射率，不過每次使用時要和普通溫度計校準，十分麻煩。

不過，油皮使體溫槍測不準只是一方面，另一方面在于測量距離。

是這樣的，體溫槍的說明書里會給一個測量距離比（distance to spot ratio），告訴你拿槍時多遠的距離能測多大的面積。比如，測量距離比為12:1的體溫槍可以在12厘米遠的地方測量直徑為1厘米的圓內的溫度。可是，如果把體溫槍拿太遠，那么實測面積就會超出預期，奇怪的東西就混進來了。

一些非專業人士測量時沒有控制好距離，就會導致測出來數值低于真實體溫。所以你明白了吧，為什么你的油皮讓體溫槍的值波動這么大，為什么寒風中體溫槍會失靈。

那么，商場啊，機場啊，還有火車站這些地方使用的熱成像儀又是什么原理呢？

和體溫槍一樣，熱成像儀也是利用紅外線測量體溫。但是和普通的相機不同，熱成像儀的鏡頭能過濾除紅外線以外的電磁波，這樣就只有紅外線能夠通過了。

射入熱成像儀的紅外線匯聚在探測器上，并在1/30秒內被繪制成熱譜。熱譜然后被轉化為電信號，電信號被信號處理單元分析，然后被繪制成人能看得懂的圖像，將紅外線的強度和顏色關聯起來。