近來新型肺炎蔓延，紅外線測溫儀大顯身手。使用它不接觸皮膚，因此對人體無任何害處。紅外線測溫儀技術先進，結構也較複雜，但它的測溫原理並不深奧。要說清它的原理，先要從紅外線說起。
看不見的“光線”——紅外線
17世紀，牛頓用稜鏡作了太陽光的色散實驗，1672年，他在《關於光和色的新理論》一文中，把實驗中呈現在白屏上的類似天空中彩虹的紅橙黃綠藍靛紫的光帶，稱為光譜，他認為太陽光是由這七色光組成的。之後，人們對太陽光譜進行了深入的研究，有了很多新發現。
1800年，曾發現天王星的英國天文學家威廉·赫歇耳，用靈敏溫度計研究各種色光的熱作用，他把溫度計移到光譜中紅光外側的區域時，驚奇地發現溫度升得更高，說明有看不見的射線照射到溫度計上。這種波長大於紅光的不可見光線，就是神通廣大的“紅外線”。後來，有人又在太陽光譜中紫光外側的區域發現了另一種看不見的射線——紫外線。這就像聲音一樣，人耳只能聽到很小的頻率範圍內的聲音，超聲和次聲人們都聽不到。紅橙黃綠藍靛紫是人所能看到的光，超出光譜上這一範圍的光，人們就看不見了。
大家對看不見的光並不陌生，照X光，做手術的γ刀中的γ射線，人們都看不見。原來，光本質上就是電磁波，不同顏色的光具有不同的頻率。紅外線也是一種電磁波，波長在無線電波與可見光波之間，約為0.75 ~ 1000微米。電磁波家族按波長順序是這樣排列的：長波、短波、超短波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線等。其中長波的波長最長，順序越來越短，X射線的波長一般不超過1納米。
產生紅外線的光源極多，任何物體只要處在絕對零度以上，即－273.15℃以上，都會輻射紅外線。紅外線與熱的關係最密切，比如太陽既可以輻射可見光，也可以輻射紫外線和紅外線，其中紅外線部分佔了太陽總輻射量的一半左右。紅外線的發現是人類對自然認識的一次飛躍，對研究、利用和發展紅外技術領域開闢了一條全新的廣闊道路。考慮到紅外線與熱的緊密關係，也有人把紅外線叫做“熱線”。在工業上“高溫”物體的測溫，早就使用了“紅外線測溫儀”。
紅外線測溫儀的原理
我們知道，人體的體溫一般保持在36.5℃左右，也是一個天然的生物紅外輻射源，要知道，人體能量的45 %是以紅外輻射的形式散發到周圍的。醫生們發現，人的健康和人的溫度之間有一定的聯繫，測量人體溫度的儀器主要使用水銀體溫計，需要放在舌下或腋下，必須嚴格消毒，還等待幾分鐘。
近30年來，非接觸紅外測溫儀在技術上得到迅速發展，性能不斷完善，功能不斷增強，品種不斷增多，適用範圍也不斷擴大。比起接觸式測溫方法，紅外測溫有著響應時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優點。紅外測溫儀一般由光學系統、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。
便攜式紅外測溫儀應用普遍，對準額頭或手腕，1秒鐘時間內就可測出人體的表面溫度，嚴格地說，用紅外線測溫儀不是檢測人的體溫，而是快速鑑別人是否發燒。一般人體表溫度超過35.5℃，儀器就會發出鳴叫聲。
還有一種帶有紅外線發射器的測溫儀，就是主動式紅外線測溫儀。紅外線經被測人反射，由測溫儀接收。由於體溫不同的人吸收不同波長的紅外線，這樣就能根據接收紅外線的波長和強度測出發熱者。最近推出的“千里眼熱力成像體溫檢測”系統當有人經過安檢門時，電腦屏幕的紅外影像上會即時顯示人員體溫，一旦體溫過高，系統將自動告警。系統可同時監測視野內多人體溫、非接觸性的體溫，探測精度達±0.5°，相比普通的測溫槍，檢測效率大大提升。系統一旦發現疑似發燒人員就會自動聲光提醒。
紅外診斷技術正是通過吸收這種紅外輻射能量，可探知發熱體表面溫度及溫度場的分佈，從而判斷設備發熱情況。目前應用紅外診技術的測試設備比較多，如紅外測溫儀、紅外熱電視、紅外熱像儀等等。像紅外熱電視、紅外熱像儀等設備將這種看不見的“熱像”轉變成可見光圖像，使測試效果直觀，靈敏度高。
熱是怎樣“成像”的？
公安幹警追捕罪犯，趕到房間一看，罪犯剛剛掀開被子逃走。公安幹警立即用一種特殊的照相機，對準床鋪進行拍照。從照片上可以看到一個白色的身影，可以判斷出罪犯的身高、體形和性別……。奇怪，這是什麼“照片”呢？原來它是一張“熱象”照片，是利用一種看不見的光線——紅外線拍攝的。
紅外線與可見光一樣，都可以用於攝像技術，由於紅外線的波長比可見光要長，它不易被天空的微粒所散射，穿透力強。利用紅外線可以拍攝被濃霧或煙塵籠罩的景物。
利用紅外線掃描技術，還可以隨時觀察到動態的物象，一般叫做“熱象儀”。與一般電視攝象差不多，由光學系統、紅外探測器、電子信息處理系統和顯示器組成。景物目標發出的紅外線，由探測器（一種高靈敏熱電傳感器）轉變成電信號，經過放大處理，最後在顯示器上以可見光的形式顯示出來。“熱象”，可以放大，也可以縮小，還可以保存。
當人生了病，人體的熱平衡就遭到破壞，某些局部的溫度就會發生變化，這就給紅外線“熱象”診病提供了線索。
紅外線“熱象”技術，可以顯示人體的整個“熱象”，還可以得到每個時刻體溫變化的動態全貌，並且能夠拍照和內存。醫生可以分析病人全身“熱象”圖，找出異常溫區，根據溫區變化的規律，即可以診斷疾病。
比如，人類的大敵“癌症”早期發現極其重要。利用紅外“熱象”技術可以對一些癌症作出早期診斷，如乳腺癌、甲狀腺癌、皮膚癌等。研究表明，有癌變的部位通常要比正常部位的溫度高，往往要高1~3度，而這種溫度差異，在“熱象儀”上可以“一目瞭然”，非常清楚。另外對於一些血管病變，如血栓形成閉塞性動脈硬化嚴重血管狹窄等作出明確診斷。熱象技術在醫學上的應用方興未艾，大有用武之地啊。
紅外成象技術是在20世紀60年代發展起來的一門新技術，現在正沿著兩個方向努力，一個是高精度，一個是高速度。目前，高精度熱象儀可以分辨零點幾度甚至零點零幾度的溫度變化；而高速度熱象儀則可以每秒鐘成象幾十幅，多用於活動目標的連續顯示，比如在入境通道，啟用“紅外熱成像體溫監測系統”，對旅客進行體溫監測。
紅外線技術發展很快，進入各個領域。你可以認真觀察一下，看看在我們周圍以及生產科研中，看不見的光線——紅外線還有哪些重要的貢獻啊！
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