也谈红外测温

张永刚

这事近期都常碰上吧？进小区保安拿枪朝额头一指说，进吧；也碰到枪指过后面露疑色说，撸袖子，再点一下OK，进吧；此乃红外测体温矣,也就是光学测温。其实光学测温古已有之。战国时《考工记》中就有“青白之气竭，青气次之，然后可铸也”之说；《墨经》中也有“火热，说在炖”之语，只不过那时是看可见光不是看红外，眼睛瞄一下而已，靠经验。两千年后有了红外和黑体辐射理论，再往后就有了高温计，然后是红外测温仪。记得几十年前用过一种高温计，是个像望远镜似的东西，用它看炉膛或电炉丝，视场里同时可看到一根仪器自带的灯丝。这灯丝的电流可调，所以灯丝可发红或发白一点，只要看炉膛时调电流使灯丝看不见，再看电流的刻度就是温度了，当然这个刻度是校准过的。是不是很简单？但温度低了就没法测，至少得发红才行。

黑体辐射公式是准确的，里面的常数也足够精确，直接用这个公式来测温应该不成问题了吧？其实不然。要准确测量辐射强度其实很难，主要是影响因素太多。实际中能用简单的办法把那个峰值波长定出来且有足够的精度吗？要测温咋办？其实问题没有那么复杂，工程师们各有招术。比方说，绝对值测不准就测个相对值行吗？相对值得有个参考点没有咋办？自己做一个嘛。黑体辐射公式说室温或体温对应的峰值波长大约在10微米，那就找俩能探10微米波段的探测器A和B（最好是做在一起孪生一样的），让A看脑门B不看，测一下A比B输出高了多少，这个高出的差别就对应高出的温度嘛，而且原理上这个差别是可以用黑体辐射公式精确计算的，其实不算也行只要两头校准一下即可。那个枪在手本身温度也波动，参考点漂来漂去咋办？补偿呗。测内部B上或PCB上的温度是方便的，有现成的元件或IC，用它计算校正一下就是，这些电路上都可以自动完成。其实测温还和发射率有关，估计卖到非洲去的得专门再校正一下。测体温范围很小十度就够，倒是环境温度变化不止十度，几十度都有可能，补偿上得下点功夫。

红外技术现在已发展得很成熟了，温度分辨率50 mK已不是问题，不考虑成本的话30 mK、20 mK甚至更低都行，还能成像，但说到测体温要看场景，医生靠它诊断基本上是不行的。水银体温表大家都用过，最小刻度是0.1，最好是坐定了口腔里测3分钟以上，这是金标准，护士报体温是发烧38度2，工程师自己测报出来是 38.25，医生靠这个诊断。用红外非接触测皮肤温度来判断体温，冰天雪地里凉透了和空调房里热烘烘额头温度能一样吗？差个三五度甚至七八度也正常吧？撸袖子恐怕也不灵，只能做个相对比较，看这人是否比那人高一些。小毛头测耳朵那个可能靠谱点，其实要用红外测准点只要在室内稳定下来脱口罩张嘴点一下即可，但现在没人干。体温这事还因人而异，天生高些低些都有，37度只是个统计平均值，差个半度也正常。话说回来，非接触红外测温在某些场合做筛查还是可以的，比方说用红外成像仪看出机场或火车站的人。这些人前后环境都差不多，又都在室内稳定了一段时间。成像仪一眼看过去温度高的当然是N个额头，现在图像处理都很先进了，照相自动对焦到人、脸乃至眼睛都行，再加上简单的AI，根据N个脑门算个平均值作为阈值，把比阈值高半度 一度的特务抓出来就行，这时再用枪也靠谱些。这个阈值还可以不断滚动连校准也省了，毕竟N个发烧的聚在一起可能很小。突然想到，现在人人拿着手机，那个一直开着挺热，比体温高吧？要是把拿的手机都报了警放过了特务咋办？还是要靠人工看一下吧？