醫(yī)用紅外測(cè)溫儀的組成原理

　　從是否接觸被測(cè)物體的角度出發(fā)，測(cè)溫設(shè)備通常可以分為接觸型和非接觸型，這也是日常生活中最為熟知的分類模式。但在科學(xué)定義上和生活理解上還是有一些出入的，比如在科學(xué)定義層面上，我們所說的接觸型通常指最常見的水銀體溫計(jì)，測(cè)量位置是腋下、口腔等，精度可達(dá)0.1℃；而非接觸測(cè)溫通常指的是紅外測(cè)溫，包括紅外耳溫槍、紅外額溫槍、紅外測(cè)溫儀等，具有測(cè)溫范圍廣，響應(yīng)速度快，靈敏度高等特點(diǎn)，但同時(shí)擁有易受大氣狀況、環(huán)境溫度、被測(cè)物體表面發(fā)射率等因素的影響的缺點(diǎn)。我們生活中經(jīng)常將紅外耳溫槍定義為接觸型測(cè)溫設(shè)備，因?yàn)樵跍y(cè)量時(shí)通常要接觸我們的耳朵部位，這一點(diǎn)需要跟大家澄清。

 

　　如果將醫(yī)用測(cè)溫設(shè)備定位到非接觸型的紅外測(cè)溫設(shè)備，那么從紅外測(cè)溫的原理出發(fā)，紅外測(cè)溫儀主要可分為全輻射測(cè)溫儀、單色（亮度）測(cè)溫儀和比色（雙波段）測(cè)溫儀，此外還有多波段和最大波段等。

 

　　按照測(cè)量熱輻射的理論來說，我們需要設(shè)計(jì)一款全輻射測(cè)溫儀，也就是測(cè)量波長(zhǎng)從零到無窮大的整個(gè)光譜范圍內(nèi)的輻射功率來確定物體的輻射溫度，但目前還沒有研發(fā)出相應(yīng)的探測(cè)器（傳感器），也沒有能透過全光譜波段的窗口或透鏡的紅外光學(xué)材料，因此我們通常選擇某一波長(zhǎng)范圍內(nèi)的輻射功率來確定目標(biāo)亮溫，或是兩個(gè)波段輻射能量的比值與物體溫度的函數(shù)關(guān)系來測(cè)定物體色溫的方式替代全輻射測(cè)溫，而這兩種方法就是所謂的單色測(cè)溫儀和比色測(cè)溫儀的本質(zhì)了。

 

　　此外，從系統(tǒng)規(guī)模和功能的角度出發(fā)，非接觸紅外測(cè)溫儀可分為便攜式、在線式和掃描式三大系列。我們可以從字面來理解，便攜式紅外測(cè)溫儀就是小型的便攜設(shè)備，通常是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)量，比如耳溫槍、額溫槍。當(dāng)這些便攜設(shè)備擁有了實(shí)時(shí)導(dǎo)出數(shù)據(jù)的功能，通常是借助無線通信來完成的，那么這個(gè)設(shè)備就有了在線功能，于是就上升為了在線型紅外測(cè)溫設(shè)備，通常這類設(shè)備還會(huì)伴有一些信息再處理功能。至于掃描式紅外測(cè)溫儀就是通過掃描的方式在獲取動(dòng)態(tài)溫度的同時(shí)還可獲取圖像等相關(guān)信息的測(cè)溫設(shè)備，比如光機(jī)掃描成像儀。值得一提的是，由于集成電路的飛躍發(fā)展，近些年出現(xiàn)了基于陣列式凝視成像的焦平面熱像儀，它是一種新興的非掃描式熱成像裝置，對(duì)比光機(jī)掃描成像儀，具有視野寬、自動(dòng)調(diào)焦、連續(xù)放大、圖像清晰、分析功能強(qiáng)、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。

 

　　紅外測(cè)溫儀的特點(diǎn)決定了它的應(yīng)用范圍較廣，其中工業(yè)中最為廣泛，其次是在醫(yī)用、交通、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。而寫下本文的時(shí)機(jī)是在2020年新冠病毒席卷中國(guó)之時(shí)，因此我們將主要介紹醫(yī)療和交通運(yùn)輸領(lǐng)域使用最多，也是缺貨最為嚴(yán)重的耳溫槍、額溫槍和基于熱成像測(cè)溫原理的體溫篩查設(shè)備（熱像儀）。