抗擊疫情的黑科技:非接觸式熱成像高精准人體測溫
疫情肆虐,又正值春運人員流動高峰期,為避免檢查工作人員與人流直接接觸發生反復交叉感染,各地在火車站、地鐵、機場、碼頭、客運站等交通樞紐,以及醫院、商超、企業等人員密集地紛紛採用非接觸式的無感測溫的方式,實行人員體溫檢測,快速篩查疑似患者,同時實現人員快速高效通行,控制人群聚集,降低交叉感染風險,對防控新型冠狀病毒感染的肺炎疫情具有重要意義。
那麼,不用體溫計,也沒有接觸,是如何實現快速精確的測量體溫呢?
一、熱成像攝像機:非接觸式測溫
在自然界中,物體溫度高於絕對零度(-273℃)就會輻射電磁波,而紅外線是電磁波最為廣泛的一種存在形式。
熱成像攝像機就是通過採集物體發出的紅外電磁波,將紅外信號轉化成電信號,再通過信號處理系統將輻射能量即溫度通過不同灰度顯示出來,灰度的不同代表溫度不同從而計算出物體溫度,並輸出便於肉眼識別的偽彩色圖像。
這樣,熱成像攝像機就很好的解決了傳統測溫需要人員近距離接觸的問題,實現非接觸式測溫,減少交叉感染的風險。
針對此次疫情,根據官方權威發布平台發布的《新型肺炎防控知識手冊》,新型冠狀病毒肺炎早期臨床表現出現體溫≥37.3℃的人員應到當地指定醫療機構進行排查、診治。
而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℃,受設備內部及外部的環境影響,如風吹、空調、人行經過等造成環境溫度擾動,實際工作中誤差將達到±1℃,甚至更高,無法達到界別37.3℃的防控初步篩選疑似患者的標準。
因此,僅靠一台熱成像攝像機測量人體體溫,精度是遠遠不夠的,難以滿足當前疫情防控需要。
二、 黑體:測溫的“標尺”
黑體,作為標定紅外系統的基準源,能夠吸收外來的全部紅外電磁波,並且不會產生任何反射與透射,但是可以向外輻射紅外電磁波的理想化物體,即黑體的輻射率與吸收率為1,透射率為0。
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,使其輻射情況只於溫度有關,有效避免外界環境干擾以及自身材料影響。
當然,在自然界中不存在完全理想化的黑體。實際工業應用中,黑體的輻射率只能做到無限接近於1,目前通用的黑體輻射率為0.95、0.97和0.99以及用於檢測的標準源黑體輻射率近似為1。
儘管如此,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,篩選儀器的試驗誤差應不大於0.4℃,黑體的加入即可輕鬆實現。
三、熱成像+黑體:±0.3℃高精度,對疫情負責
無感測溫作為初篩,主要目的是篩查出疑似的“漏網之魚”,但如果測溫溫差過大,或造成體溫數據查看管理困難,使用效果大打折扣。
通過將黑體設置在熱成像視野範圍內,利用黑體的特性開展測溫標定,建立灰度與溫度的準確對應關係,進行測量溫度實時校正,將視頻畫面和個人體溫對應顯示,大幅度提高人體測溫的測溫精度,減少測溫誤差到±0.3℃,精準測溫便於工作人員管理排查,做到早發現、早隔離、早治療,切實、有效的控制傳染源,這是對社會負責任,更是對整個疫情防控負責。
日前,包括浙江大華等公司已於年前成功研發完成熱成像測溫系統(熱成像相機+黑體),可實現遠距離、大面積檢測,在30℃~45℃測量範圍內,測溫精度高達±0.3℃,一旦發現異常體溫人員,系統自動預警,並啟動複查方案。
據悉在疫情爆發時,該公司已將熱成像測溫系統已在上海火車站投入使用,上海虹橋機場及上海浦東國際機場也已成功試用。