红外测温仪供不应求，从“隐士”到“明星”，锗元素的逆袭

随着春节结束，全国各地企业已经开始陆续返工，全国疫情防控工作进入了最严峻的时刻，各地已经采取最严格的防控措施。你无论坐火车、汽车还是飞机，从家乡到工作地，估计体温测量不下数遍，体温测量是抗击疫情关键一环，现在测温普遍使用的是红外测温仪，采用红外测温仪能够快速地筛查识别有发热表征的疑似传染人员。

我们大多数人的印象里，测温都是医生拿一个水银温度计，放在嘎吱窝里等十五分钟。而现在随着科技的发展，红外测温仪已经成为普遍配置，那它测温又快又准的原因什么呢？这要从红外测温仪的原理和关键材料“锗”说起。

红外测温仪的原理

红外测温仪是根据红外热成像原理，依据物体辐射的能量来测量温度。根据辐射理论，任何物体只要不处于绝对零度（-273.15 ℃），都存在热辐射。热成像是通过非接触探测红外能量（热量），并将其转换为电信号，进而在显示器上生成热图像和温度值，并可以对温度值进行计算。
为了实现精确测量，热成像人体测温系统可以以黑体作为测温的基准温度源。黑体安装在摄像机的视野里，后者对黑体进行温度测量，并以此为基准实时进行测温校正，以达到人体测温高精度±0.3℃的要求。


关键材料：锗

锗（旧译作鈤 ）是一种化学元素，它的化学符号是Ge，原子序数是32，原子量72.64。在化学元素周期表中位于第4周期、第IVA族。

以国家命名的元素并不多（只有8种：法国Fr/高卢Ga，德国Ge，俄罗斯Ru，美国Am，日本Nh，波兰Po，另有塞浦路斯Cu），锗便是其中之一。它的英文名Germanium来自于德国国名Germany，这是它的发现者C. A. Winkler（1838 – 1904）为了纪念自己的祖国而命名的（Winkler在弗莱堡矿业学院发现锗元素的1886年，德国主要政权是德意志帝国）。



门捷列夫于1871年预言其存在，十四年后德国化学家文克勒于1885年在分析硫银锗矿时发现了锗，后由硫化锗与氢共热，制出了锗。门捷列夫把它命名为类硅。1886年，德国弗莱贝格 (Freiberg) 矿业学院 (今天的TU Bergakademie Freiberg) 分析化学教授文克勒在分析夫赖堡附近发现的一种新的矿石——argyrodite（辉银锗矿4Ag2S·GeS2）的时候，发现有一未知的新元素并通过实验验证了自己的推断，锗元素终于被发现。

锗在自然界分布很散很广。铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石，泥土和泉水中都含有微量的锗。锗在地壳中的含量为一百万分之七，比之于氧、硅等常见元素当然是少，但是，却比砷、铀、汞、碘、银、金等元素都多。然而，锗却非常分散，几乎没有比较集中的锗矿，因此，被人们称为“稀散金属”。锗还常夹杂在许多铅矿、铜矿、铁矿、银矿中，就连普通的煤中，一般也含有十万分之一左右的锗，也就是说，一吨煤中平均就含有10克左右的锗。在普通的泥土、岩石、甚至泉水中，也含有微量锗。


锗的工业用途

锗具备多方面的特殊性质，在半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用，是一种重要的战略资源。

锗单晶可作晶体管，是第一代晶体管材料。锗材用于辐射探测器及热电材料。高纯锗单晶具有高的折射系数，对红外线透明，不透过可见光和紫外线，可作专透红外光的锗窗、棱镜或透镜。20世纪初，锗单质曾用于治疗贫血，之后成为最早应用的半导体元素。
锗在红外光学领域的年需求量占锗消费量的20%-30%，锗红外光学器件主要作为红外光学系统中的透镜、棱镜、窗口、滤光片等的光学材料。
从全球产量分布来看，中国供给了世界71%的锗产品，是全球最大的锗生产国和出口国，这主要是由于中国高附加值深加工产品技术环节薄弱，导致内需相对有限，产品多以初加工产品出口为主。

但是在需求旺盛刺激下，中国锗生产技术能力提升迅速，目前中国企业已经能够生产光纤级、红外级、太阳能级锗系列产品。加之未来政策推动力度大，中国光纤领域锗需求明显增长。


测温仪需求有多大？
国内产能够吗？

在2月2日的工信部新闻发布会上，工信部原材料工业司司长王伟指出，目前为止，测温仪企业复工率已达到50%左右，国内共收到各地红外体温检测仪需求大约2万台，手持式测温仪需求30余万台；预计全国全自动红外体温检测仪需求6万台，手持式测温仪55万台。
王伟介绍，目前中国全自动红外体温检测仪日产量已达800台左右，未来日产能有望达1500台，手持式测温仪日产能可达15000台，随着生产企业陆续复工，基本上能够满足社会的需求。
 
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