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红外热成像是如何做体温筛检的?

分类:
企业动态
2020/03/04 16:48
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【摘要】:
红外热成像是怎么做人体测温的?为什么要用热成像测温做人体体温筛检?热成像体温筛检靠谱嘛?为什么有时候会出现人体测温显示20多度?

红外热成像是怎么做人体测温的?为什么要用热成像测温做人体体温筛检?热成像体温筛检靠谱嘛?为什么有时候会出现人体测温显示20多度?种种疑问,听我来解答。

 

当前,疫情防控正处于关键时期,发热是新冠病毒感染后的主要症状之一,体温检测是疫情防控的重要手段之一,尤其在人流量较大的区域,进行严格的体温筛查监测、预测,是进行隐患排查和减少人员聚集交叉感染风险的主要手段之一。

 

最近一周,相信很多地方都迎来了第一波复工潮,相信各位朋友返工时都会看见,现在无论是机场、火车站、高速收费站、地铁等交通要塞,还是办公楼、商超等公共场所,很多都会架设一套热成像人体测温的设备用来做体温筛检。那么,这套用来做体温筛检的“黑科技”,到底靠不靠谱呢?

 

什么是体温?

首先我们要明确一点,体温≠体表温度,体温指的是人体的内部温度,临床上所指的体温是指平均深部温度。

人体温度分布图

人作为恒温动物,体内温度会有一个正常的恒定范围(口腔舌下温度为36.3~37.2℃,直肠温度36.5~37.7℃,腋下温度36.0℃-37.0℃)。体温能很直观的反应人体的当前情况,一般大于37.3℃的人员都会被列为发烧。

 

什么是热成像?

任何温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体都在不停地发射红外辐射(热辐射)。红外辐射是一种电磁波,波长范围为在0.7um~1000um,人眼看不见,且不同温度对外辐射的波长不一样。吸收红外辐射后,热敏感材料(探测器)温度会升高,热成像设备进而根据相应的温升情况进行计算得到对应的温度信息。

热成像波段及成像展示

热成像怎么实现人体测温?

格润人体测温图像效果展示

与额温枪原理类似,热成像也是通过检测人体表面(额头)的热辐射进行测温。直接测量得到的都是体表温度,一般在31~34℃之间,不过由于37℃正常体温这个概念深入人心,所以现在红外测温厂家基本都会把体表温度用算法补偿映射为人体内部温度。热成像人体测温的设备就是通过测量获得的额温,再进行的测温补偿算法映射为真实人体温度。

 

为什么我们用热成像去做初筛 

 

传统体温检测手段主要以接触式的耳温枪和水银温度计为主,面对被检人员较多时,这类手段不仅需要投入大量的人力物力,成本高,而且检测费时,同时也增加了人员接触带来的安全风险。热成像去做体温初筛,只要设定一个报警阈值,就能实现非接触式人体测温,全自动报警,能够帮助用户快速安全地初筛出体温异常人员。再进行人工复测,能够大大提升检查效率。

热成像体温初筛流程

热成像测温有哪些影响因素,是否靠谱呢?

 

使用热成像测温式,影响的外部因素主要有环境和目标距离。

先看看测温环境的影响:(如下部分内容引用自行业自媒体,如有侵权请立即与我们联系)

      环境温度,一来对人体测温这类高精度设备会有影响,尤其是北方的低温,二来室外环境下,人体体表的温度由于风吹日晒等的影响,也反馈不了正常的体温。这就好比冬天我们在室外觉得冷,是因为人体体表温度受环境影响降低了,所以会觉得冷。所以,热成像人体测温一般建议在室内相对稳定的环境下使用。所以,热成像测温一般都是建议在室内的温度环境下进行测量。

      传统红外热成像测温仪存在误识别其他高温物体,如手机、充电宝的情况,或者在大量人员通行相互遮挡时容易漏检或者难于确认超温目标。格润热成像在传统热成像的基础上进行优化,加入人脸检测技术,只检测人脸区域温度。这样就能可以避免大量的其他高温物体带来的误报影响。

再看看目标距离的影响:

热辐射传播衰减示意

 

从热成像原理可知,由于是接收物体的热辐射,而热辐射会随着距离衰减,所以距离越远,检测到的物体的热辐射会越小,体温也会越低。就好像围坐在火炉旁,离得越远的往往越感受不到热量。所以,热成像做体温筛检,都会有个推荐距离,原因是如果距离过远,则会出现测温数值偏低,导致测量不准确。

内部测试:未达合适距离人员测温偏低现象

就产品而言,影响热成像测温精度的主要因素有:探测器、制造标定工艺、测温算法。

(如下部分内容引用自行业自媒体,如有侵权请立即与我们联系)

      热成像测温精度影响的产品因素

      先是热成像探测器的选择。一般按探测器的封装形式不同有金属封装、陶瓷封装、晶元封装等选择,这里有一点值得注意:由于金属封装探测器上的TEC温控模块功耗高,在不同环温下功率不一致,整机温升差异较大,就会导致测温补偿算法很难给予精确的补偿,导致热成像设备测温稳定性和一致性会比较差。所以,一般用于非测温观测型热成像产品,业界普遍不会采用金属封装探测器来做测温产品。

 

      再是制造标定工艺的影响。一般各家做法不一样,核心还是要看厂家在生产制造上的投入,格润采用的是先进的恒温无尘自动化制造工艺,从而来提升产品的稳定性和一致性。

      然后是测温补偿算法。前面提到“测温补偿算法调整测温值至更方便理解的人体体内温度”,所以,测温补偿算法的精准度就非常重要了,这就要求有大量的人体测温实战数据积累,并结合大数据分析,得出测温补偿规律,所以数据越多越复杂,得出的补偿算法就越准。

 

热成像人体测温精度可以达到多少?

      目前市面上主要有两种人体测温,一种精度±0.5℃,这类产品通常是业界的专业热成像厂家,他们通过多年的技术积累突破了±0.5℃精度无黑体的人体测温技术。还有一种是精度±0.3℃,这类方案通常都需要配置一个黑体,用于测温设备进行实时校准补偿。(如下部分内容引用自行业自媒体,如有侵权请立即与我们联系)

      无论是±0.5还是±0.3,其实都是满足人体测温筛检的要求的,如下是在中国计量科学研究院2月4日发布的文件,文件中提到针对专业医疗级红外额温计“误差在±0.5℃以内的认为体温的统计估计值准确”,因此,定位于非专业医疗级测量手段、对人员进行快速初步筛查的热成像人体测温,完全可以满足“体温初筛”的要求。从各专业厂家推广的方案和目前市场上的项目反馈来看,±0.5℃精度是完全可以达到人体体温初步筛查要求的。

 

如上,我们可以了解到,目前市面上的±0.3,±0.5精度的人体测温产品都是满足国家相关要求的,但是还有一种号称能达到±0.1精度的产品,这又是怎么回事呢?

      小编咨询了一些业内专家,得知这其实是一种对于测量精度认知的常见错误,目前黑体是能达到±0.1精度的,这类产品通常是拿黑体的精度去替代热成像系统精度,热成像系统精度代替人体体内温度精度,按照计量标准JJF1107-2003可以看到,热成像系统的精度一般是黑体精度的三倍,也就是目前市面上常见的±0.3。(黑体,一个校准设备,可以设置温度值,是标准的温度源,热成像设备以黑体的温度为准进行实时校准;黑体布设在热像仪对面,保证黑体正面出现在热像仪画面中,保证测温精度在较高的水准上面(±0.3℃精度)。黑体只需供电即可,无需联网。热成像设备都可选黑体提升精度。黑体可以达到±0.1℃精度,但成品热成像仪业内目前都还达不到这个精度,在购买时要仔细分辨,避免被误导。)

 

      综上所述,热成像人体体温筛查,相较专业医疗级测温手段,其具备非接触式测温、安全无感、快速高效等优点,是针对城市交通、学校、企业、写字楼、商超等快速体温筛查布控的好方案。

 

      “最后,希望各厂家能理性引导用户正确安装和使用人体测温产品,而不是利用黑体精度或理想环境精度来误导用户。”

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