体温计——知冷知热的发明

百度知道日报 2017-04-06

体温计——知冷知热的发明的头图

　　体温计大概是最常见的医疗器械。头疼？先量个体温吧。咳嗽？先量个体温吧。流鼻涕？先量个体温吧……

　　那么，体温计是如何出现在生活中的呢？

　　早在两千多年前，人们就注意到了热胀冷缩的现象。《前汉书.律历志》写到，“铜为物之至精，不为燥、湿、寒、温变节，不为霜、露、风、雨改形。”古代以铜铸造货币，就是因为铜的物理性质较为稳定。

　　（钢轨之间的缝隙是为了避免钢轨发热膨胀引起歪曲，图片来源：ipsm.hner.cn）

　　无独有偶，在古希腊，有位叫菲伦的人，他运用热胀冷缩的原理，制作了一种玩具。这个玩具的主体，是一个n型玻璃管。玻璃管内装有水，一端用玻璃球密封，一端用铅球密封。加热或者冷却铅球，玻璃管内的水就会前进、后退。[1]

　　（蓝色液体会流动吗，图片来源：ipsm.hner.cn）

　　1593年，著名的物理学家伽利略，在此基础上，开始了进一步研究。他准备了一个特殊的玻璃管，一端开口，另一端呈空心圆球状。在玻璃管内加入水，然后将玻璃管倒置，插入同样盛水的容器内。当加热玻璃球时，玻璃球内的空气受热膨胀，液面便会下降。这便是温度计的雏形。[2]

　　（伽利略温度计，图片来源于网络）

　　随后，诸多学者对体温计进行了改进。

　　第一个改进，是法国物理学家让.雷做的。他做的事也很简单，就是把伽利略的温度计倒过来。球状的一端在下，开口的一端在上；用液体取代空气，作为新的测温物质。这一改进虽然微小，但是意义重大。因为空气体积除了取决于温度，还受气压影响，液体则稳定得多。[3]

　　（让.雷温度计示意图，图片来源：ipsm.hner.cn）

　　不过，让.雷的温度计仍然和外界连通。假如液体蒸发，测量结果就会出现较大的误差。所以，随后，弗洛伦萨的学者们，又对其做了进一步的改进：把温度计密封。[3]

　　（早期温度计，此时的刻度是随意标注的）[4]

　　一转眼，到了1709年，德国物理学家华伦海特也对液体的热胀冷缩产生了兴趣。经过不断实验，他发现酒精在不同温度下的体积变化，比水更为明显，于是将酒精灌注在玻璃管内，制成了酒精温度计。随后，基于同样的理由，他又用汞取代了酒精。同时，将盐水混合物的冰点和人体血液的温度，作为两个固定点，将其分隔成96份，每份为一度。这就是华氏摄氏度的由来。

　　华伦海特之后，埃特肯在球形储液囊和玻璃细管之间，设计了一段狭窄收缩的部分，以保证水银不会在读数之后流回去。至此，现代水银体温计的所有特点，结构、水银和刻度，都具备了。但它仍然不能被称之为体温计，因为这个时候，医生们还没有深入思考过体温和疾病的关系。[3]

　　（水银体温计，图片来源：wikipedia.org）

　　1868年，终于有医生这么做了。德国医生翁德利希，在不断的行医过程中，开始把体温和疾病联系起来。为了详细说明二者的关系，他进行了100多万次的实验，对两万五千例病人进行了体温测量，最终得出结论：体温并不是一个恒定值，而是时刻处于变化之中。36.3OC~37.5OC都属于正常。他将这个结论，写到了《疾病与体温》一书。[5]

　　水银体温计成本低、结果准，可以说是价廉物美。但是，水银体温计也有自己的问题。

　　首先是汞。有学者估算，2002年，仅为了生产水银温度计，就消耗了149.625吨汞。[6]汞是有毒的，不管在生产缓解还是在使用环节，稍有不慎，就有可能造成严重后果。

　　因此，诞生了电子体温计。其原理并不复杂，就是用温度传感器，取代了传统体温计中的水银。

　　（电子体温计，图片来源：amazon.cn）

　　另一个明显不足，是测量方式。水银体温计一般放置于腋下、口腔中或者肛门内，经3~10分钟后取出、读数。在传染病流行期间，这一方案自然就不太合适了；不懂配合的婴儿，也是个麻烦。

　　于是，出现了两种新型体温计。

　　一种，是一次性体温计。

　　（一次性体温计，图片来源：sharedour.com）

　　一次性体温计包括感温物质和指示剂两部分。将对温度敏感的物质固化在试纸上，遇到某一特定温度时，该物质气化，覆盖指示剂表面，使其呈现独特的颜色。既保证了准确性，又避免了交叉感染。

　　（一次性体温计，图片来源：sharedour.com）

　　还有一种，是体温枪。

　　（体温枪，图片来源：amazon.cn）

　　和其他体温计不同，体温枪并不是测量体温，而是“看到”体温。我们都知道，自然界中的任何物体，都存在红外线辐射。皮肤也好、耳膜也罢，每时每刻都在往四周辐射红外线，而辐射红外线的剂量，又和其温度有关。运用这一原理，通过光学系统接受被测部位的红外线，将光信号转化为电信号，电信号再经芯片解读，显示在液晶屏上，就能在不接触的情况下，快速、准确测量患者的体温。