陈文兵
重庆市万州上海中学 重庆 404000
一 前言
2020年注定是不平凡的一年，突如其来的新型冠状病毒使我们面对一场没有硝烟的疫情阻击战。以习近平总书记为核心的党中央运筹帷幄、周密部署，明确指出：“把人民群众生命和身体安全放在第一位，把疫情防控工作作为当前最重要的工作来抓”。重庆市委、市政府统一部署，全面动员，全面宣传，疫情防护成为重庆市每个人的日常必做任务。体温监测也成为进入公共场所、车站、社区、家庭等必须做的一项事情。体温计也成为目前使用比较大量的一种医用工具。通过观察和了解，水银温度计是一般家庭普遍配备的体温计；在小区门口、火车站、市场等公共场所用的是不接触的红外体温测量仪。那么这两种体温计的物理原理有什么区别？在日常使用中各有什么优势劣势呢？本论文通过查阅资料，简述了两种温度计的工作原理以及在日常生活使用中的优缺点。并对未来温度计的发展做简单展望。
关键词： 疫情防控 体温计 物理原理 展望
二 内容
2.1 水银体温计物理原理
水银温度计上部是一根玻璃管，下端是一个玻璃泡。在玻璃泡里和管的下端装有纯净的水银，管上标有刻度。由于人体温度最高不超过42℃，最低不低于35℃，所以体温表的刻度是35℃到42℃，每个小格代表0.1℃。测量体温时，体温计下端的玻璃泡和人体接触，因为人体温度比体温计温度高，玻璃泡中的水银受到从身体传来的热的作用，体积膨胀，就沿着玻璃细管上升，直到水银温度和人体温度相同为止。水银体温计的构造很特殊，在玻璃泡和细管相接的地方，有一段很细的缩口。当体温计离开人体后，水银变冷收缩，水银柱就在缩口处断开，上面的水银退不回来，即缩口的作用就是使玻璃泡里的水银只能上升，不能下降。所以体温计离开人体后还能继续显示人体的体温度。也因为如此，水银温度计在使用前，应该玻璃泡朝下甩，这样才能使玻璃细管的水银回到玻璃泡内，直到玻璃细管的水银低于35℃刻度。
2.2 水银温度计在日常生活中使用的优缺点
水银温度计的优点在于原理简单，操作简单，性能稳定，误差小，价格低廉。
目前国内80％以上的医院使用水银体温计测量体温。水银体温计在很长时间内，对促进人类医疗卫生事业的发展发挥了重要作用，其间有无数人因水银体温计的出现而受益。
但随着时间推移，水银体温计的弊端日益显露，也逐渐被重视。人们发现水银是一种易蒸发的有毒金属，严重破坏了生态环境，并且治理极其艰难。据研究报道，一支水银体温计含汞约1g。打碎后，这1g 外泄的汞如果全部在一间面积15m2、高3m的房间内蒸发，理论上房间内空气汞的质量浓度将达到22.2mg/m3。根据中国相关规定,室内空气中的最大汞质量浓度为0.01mg/m3。一般认为，空气中的汞质量浓度达到1.2～8.5 mg/m3就会很快导致人体汞中毒。破碎的水银温度计处理不当还会对环境产生污染，比如，丢至下水道和垃圾桶，这种处理方法无疑是严重错误的，会对人体健康以及土壤、水等生态环境造成严重危害。
此时，正确的处理方法是：立即关闭室内加热装置，开窗通风，戴上口罩和橡胶手套，用硫磺粉或三氯化铁溶液与散落的汞珠混合，使其发生化学反应，降低毒性，然后收集汞珠并装进密封的小瓶，贴上标签，最后送往环保部门。人体千万不能直接接触水银，更不能让水银进入身体。
鉴于水银毒性太大，根据《水俣公约》，自2020年起各缔约国禁止生产及进口含汞产品。水银温度计也将会从我们的生活中消失。
2.3 红外线体温测量仪物理原理
任何物体温度高于绝对零度时, 其内部带电粒子在原子或分子内会始终不断地处于振动状态, 并能自发地向外发射能量，也就是红外线。根据斯蒂芬-波尔兹曼全辐射定律, 辐射出射度或亮度正比于它的热力学温度的4次方，形成了辐射度与温度的转化。红外线体温仪就是通过扫描人体辐射出的红外线，来转换成温度。分为接触式红外体温仪和非接触式红外体温仪。这里主要介绍常用的非接触式红外体温仪，这种测量不需要与被测对象接触,，红外波段范围宽, 既适合高温也适合低温，至今这类温度计在低温范围可测到-50℃, 高温区域可测到 3000 ℃。
2.4 红外线体温测量仪在日常生活中使用的优缺点
2.4.1 红外体温测量法的优点主要有以下几个方面
(1) 与被测对象不接触, 测量体温时不会造成不必要的感染；
(2) 快速，通常测量时间小于1s, 一般不会超过2s；
(3) 报警温度可以自行设置, 体温超过 38 ℃自动报警,检测仪的红灯就会闪亮,同时发出蜂鸣声提醒检查人员；
(4) 玻璃体温计容易破裂损坏, 且水银易于污染环境, 而红外测温仪则更为耐用等优点。
2.4.2 红外体温测量法的缺点主要有以下几个方面
(1) 仪表本身准确度不如接触式的医用温度计；
(2) 测量结果受许多因素影响,重要的是被测对象辐射率不确定性, 不容易测出被测对象实际温度;测量距离变化和环境温度变化也会带来误差；
(3) 仪表本身比较复杂, 使用也比接触式医用温度计复杂,使用者要经一定培训才能正确使用；
(4) 价格较高。
三 总结与展望
抗击病毒疫情及环境问题现已越来越受到举国上下的高度重视。水银体温计、水银血压计被取代是必然的趋势。作为替代品的电子体温计，其优势安全、快捷，更节省了医院医护人员的宝贵时间，提高了医护人员的效率。近些年， 随着电子体温计测量技术的不断提升，行业发展逐步规范，测量精准度和稳定性获得了大大提升。有些电子体温计采用高灵敏热敏电阻原理，精准度可达0.05 ℃。结合目前蓬勃发展的无线传输技术和云存储技术，各种功能更强大、使用更便捷，更环保、更安全、 更精确的电子体温计正不断涌现。中国将不可避免地迎来一个无汞医疗时代，相关电子产品也将得到快速的发展，方便人民使用的同时、也为医院提供了更快捷、更精准、更有效的治疗环境。