無感測溫:紅外熱成像助力疫情防控
據最新情況顯示,截至3月4日,全國已累計確診新型冠狀病毒肺炎80303例,疑似29824例,死亡2947例,治愈36206例。新型冠狀病毒肺炎早期臨床表現為主要為發熱、干咳、乏力,因此,體溫檢測成為判別和預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,干咳產生的飛沫接觸人體口腔、鼻腔、眼結膜都可能造成感染。傳統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,紅外熱成像技術被大量用于交通樞紐、商超小區的人員體溫檢測、疑似患者排查工作當中,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出的紅外輻射來測定其溫度。那么,非接觸測溫是如何實現的呢?
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,包含用于實現測溫的紅外輻射。當該輻射貫穿大氣后,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,并通過接受連續的數字信號處理而轉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、商超場景,手持紅外熱成像測溫儀器即可滿足需要。但是對于大規模場景而言,快速尋找超溫目標比較困難,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
利用熱成像技術實現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、體溫數據查看管理困難,使用效果大打折扣。同時,按照國家標準《GBT 19146-2010 紅外人體表面溫度快速篩檢儀》要求,在規定的工作環境中,儀器的試驗誤差應不大于0.4℃,熱成像攝像機在理想穩定工作環境狀態下,設備穩定性精度最高僅能做到±0.5℃,受內部及外部的環境影響,如空調、人流環境溫度擾動,實際工作中誤差將進一步擴大。因此,在實際場景當中,需要搭配“黑體”協同作用。
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,絕對黑體只發射紅外電磁波,但不反射外界環境的電磁波,使其輻射情況只于溫度有關,有效避免外界環境干擾以及自身材料影響。
因此,紅外熱成像系統可以利用黑體的特性開展測溫標定:將黑體輻射源(校準裝置)設置在熱成像攝像機視野范圍內,建立灰度與溫度的準確對應關系,進行測量溫度實時校正,將視頻畫面和個人體溫對應顯示,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,熱成像技術就很好地解決了傳統測溫需要人員近距離、大密度接觸的問題,實現非接觸式測溫,減少交叉感染的風險。目前,多家安防企業已經利用熱成像測溫技術助力疫情防治工作。