在疫情期间，我们看到感人的一幕幕。比如杭州等地高速入城的体温检测点，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仪用，也不给自己用。

把“暖宝宝”留给测温仪。图片来源：安吉卫健局

为什么体温仪到了晚上就没用了呢？还有，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。体温枪到了晚上就需要暖宝宝，这是因为体温枪无法在0摄氏度中工作。手持式红外测温仪，也就是体温枪的原理是这样的，物体发射的红外线射入后，被内部的热电堆（thermalpile）接收，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，另一段不相连。

早在1821年，德国物理学家 Thomas Johann Seebeck 就发现，如果把这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，这个效应就被称为塞贝克效应（Seebeck effect），或者说第一热电效应。

加热两种不同金属（铜和回形针）制成的导线连接处，电表就有了变化。

当导线连接处冷却，导线两端失去温差，电表就归零了。

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。比如最常见的K型热电偶就是用镍铬合金和铝镍合金制造的。

常用于制造体温枪的K型热电偶在0-1000摄氏度的时候，对温度的敏感度不怎么变化，比如温度增加10摄氏度，输出电压就固定增加400微伏。利用输出电压，就可以倒推温度升高了多少，体温就是这么测出来的。

从图上看，这个敏感度，也就是塞贝克系数（单位温度变化带来的电压变化）就是一条水平线。但是到了0摄氏度以下，它就开始疯狂下坠——

K型热电偶（绿色）的塞贝克系数（单位温度变化带来的电压变化）随温度的变化。

体温枪是按照人体温附近的塞贝克系数计算温度的，0摄氏度以下它算出来的值就瓦特了，没用了。也因为体温枪容易受到环境温度的影响，它的精度要比普通水银体温计差。体温枪说明书也会要求使用前把体温枪保持在稳定的室温内至少30分钟。

第二个问题，为什么体温枪波动这么大？

我们刚才说到，体温枪的是依靠射入的红外线测量温度。更具体来说，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。

发射率反映的是物体表面讲真话（真实还原材料内部温度）的性质。一般来说，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，像镜子的发射率就越低，测出来的温度越不准。所以，平面的黑色物体在测量时不需要发射率补偿，而测量具有反射性的物体则需要进行调整。

可是，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，或者痘油脑门的时候测出的温度就偏低。这就是为什么，测油脑门，还不如测不那么油的手腕处。

当然，更贵更精准的红外测温仪可以调整发射率，不过每次使用时要和普通温度计校准，十分麻烦。

不过，油皮使体温枪测不准只是一方面，另一方面在于测量距离。

是这样的，体温枪的说明书里会给一个测量距离比（distance to spot ratio），告诉你拿枪时多远的距离能测多大的面积。

比如，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。可是，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，就会导致测出来数值低于真实体温。所以你明白了吧，为什么你的油皮让体温枪的值波动这么大，为什么寒风中体温枪会失灵。