新型冠狀病毒肺炎早期臨床表現(xiàn)為主要為發(fā)熱、干咳、乏力,因此,體溫檢測成為判別和預(yù)防病毒感染的重要手段。此次新型冠狀病毒的感染受體為人體黏膜組織,干咳產(chǎn)生的飛沫接觸人體口腔、鼻腔、眼結(jié)膜都可能造成感染。傳統(tǒng)體溫計等測溫方式需要大面積、近距離接觸,因而非常低效和危險。針對此情況,紅外熱成像技術(shù)被大量用于交通樞紐、商超小區(qū)的人員體溫檢測、疑似患者排查工作當(dāng)中,對防控新型冠狀病毒感染的肺炎疫情提供了重要的幫助和支持。
什么是紅外測溫
紅外測溫儀通過吸收被測物體發(fā)出的紅外輻射來測定其溫度。那么,非接觸測溫是如何實現(xiàn)的呢?
凡是溫度高于絕對零度(0 K或-273.15℃)的物體,均會自表面向外發(fā)出電磁輻射,且該輻射與物體的固有溫度成比例。在這種輻射中,包含用于實現(xiàn)測溫的紅外輻射。當(dāng)該輻射貫穿大氣后,借助專用鏡頭便能將其聚集在探測器上。隨后,探測器會生成與該輻射成比例的電信號。該信號得到放大,并通過接受連續(xù)的數(shù)字信號處理而轉(zhuǎn)化為與物體溫度成比例的輸出信號。
如此一來,在顯示器上便會顯示出溫度的測量值,并輸出便于識別的色彩圖像。這就是在一些工程評測,居家裝修場景中看到的手持紅外熱成像測溫儀的工作原理。對于小區(qū)、商超場景,手持紅外熱成像測溫儀器即可滿足需要。但是對于大規(guī)模場景而言,快速尋找超溫目標(biāo)比較困難,尤其是在大量人員通行時很容易漏檢。此時,熱成像攝像機的非接觸式測溫便派上了用場。
熱成像攝像機+黑體:高精度測溫
利用熱成像技術(shù)實現(xiàn)的無感測溫作為初篩,主要目的是初步篩查,但如果測溫溫差過大,或造成頻繁觸警、體溫數(shù)據(jù)查看管理困難,使用效果大打折扣。同時,按照國家標(biāo)準(zhǔn)《GBT 19146-2010 紅外人體表面溫度快速篩檢儀》要求,在規(guī)定的工作環(huán)境中,儀器的試驗誤差應(yīng)不大于0.4℃,熱成像攝像機在理想穩(wěn)定工作環(huán)境狀態(tài)下,設(shè)備穩(wěn)定性精度最高僅能做到±0.5℃,受內(nèi)部及外部的環(huán)境影響,如空調(diào)、人流環(huán)境溫度擾動,實際工作中誤差將進一步擴大。因此,在實際場景當(dāng)中,需要搭配“黑體”協(xié)同作用。
黑體是一種理想化的輻射體,它能吸收所有波長的輻射能量,沒有能量的反射和透過。也就是說,絕對黑體只發(fā)射紅外電磁波,但不反射外界環(huán)境的電磁波,使其輻射情況只于溫度有關(guān),有效避免外界環(huán)境干擾以及自身材料影響。
因此,紅外熱成像系統(tǒng)可以利用黑體的特性開展測溫標(biāo)定:將黑體輻射源(校準(zhǔn)裝置)設(shè)置在熱成像攝像機視野范圍內(nèi),建立灰度與溫度的準(zhǔn)確對應(yīng)關(guān)系,進行測量溫度實時校正,將視頻畫面和個人體溫對應(yīng)顯示,可以大幅度提高人體測溫的精度,減少測溫誤差到±0.3℃。由此,熱成像技術(shù)就很好地解決了傳統(tǒng)測溫需要人員近距離、大密度接觸的問題,實現(xiàn)非接觸式測溫,減少交叉感染的風(fēng)險。可以看到,紅外測溫相較于其他測溫方式,具有四點明顯優(yōu)勢:
? 非接觸式快速檢測體溫;
? 遠距離,大面積檢測、篩查;
? 自動觸警,響應(yīng)速度更快,測溫精度更高;
? 紅外+可見光圖像疊加,方便測溫和追溯;