열 이미징 기술을 사용하여 인체 체온을 측정하고 스크리닝하는 원리 및 문제

COVID-19 때문에 세계의 모든 지역은 공황과 무질서합니다. 일상적인 생산과 생활에서 사람들의 신체 건강을위한 시험 기준은 37.3 ℃입니다. 결과적으로 다양한 적외선 온도 측정 장치가 점차 전염병 예방에서의 역할을 입증했으며 그 상태가 점점 더 중요해졌습니다. 그러나 몇 가지 관련 질문이 나타났습니다. 다른 적외선 온도 측정 장치로 측정 된 인체 온도가 왜 그렇게 다른가요? 적외선 온도 측정은 실제적이고 신뢰할 수 있습니까? 전염병 예방에 정말 도움이됩니까?

문제의 진실을 알기 위해서는 먼저 적외선 온도 측정의 원리를 이해해야합니다.

Ⅰ. 적외선 온도 측정의 원리

어떤 물체의 온도가 절대 0 (-273.15 ° C) 보다 높으면 외부로 열 복사를 방출하고 다른 물체에서 방출되는 열 복사를 흡수합니다. 물체의 온도는 다르며, 방사하는 에너지도 다르며, 방사파의 파장도 다르지만 항상 적외선을 포함합니다. 1000 ° C 이하의 물체의 경우 열 방사선에서 가장 강한 전자기파는 적외선이므로 물체 자체의 적외선 복사 측정은 표면 온도를 정확하게 결정할 수 있습니다.

Kirchhoff의 법칙 (열 복사 법칙) 은 열 평형 상태에서 물체에 의해 방사되는 에너지의 흡수율에 대한 비율이 물체 자체의 물리적 특성과 관련이 없다고 믿습니다. 파장과 온도에서만.

검은 몸

물체가 있고 흡수 된 에너지에 대한 복사 에너지의 비율이 알려진 경우이 물체를 표준으로 사용하여 근처의 대상 물체에 의해 방사되는 열을 감지합니다. 우리는 표면 온도를 추론 할 수 있습니다 (역 추론의 프로세스와 방법은 다음과 같습니다: 많이). 이 표준 물체를 절대 흑체 또는 줄여서 흑체라고합니다.

Thermal Imaging Technology 흑체의 정의: 그것은 어떤 온도에서 표면에 방사되는 모든 파장의 모든 에너지를 흡수 할 수 있습니다. 이는 흑체의 흡수된 열에 대한 복사열의 비율이 1 이라는 것을 의미한다.

흑체의 이러한 특성 때문에 실제 온도 측정에서 흑체는 다른 물체의 온도를 측정하는 표준으로 사용될 수 있습니다.

흑체의 교정은 생산 과정에서 수행 될 수 있으며 현장 환경에서 온라인으로 보정 할 수도 있습니다. 그러나 이것은 이론적으로 만 있습니다. 실제로 온도 측정의 정확도에 영향을 미치는 많은 이유가 있습니다.

Ⅱ. 인체 온도 측정의 정확도에 영향을 미치는 요인:

위의 분석을 통해 사람의 체온을 측정하려면 다음 세 가지 측면이 온도 측정의 정확성에 영향을 미칩니다: 인체 자체, 열 전달 과정, 그리고 적외선 탐지기.

1. 인체의 온도:

주변 온도는 인체의 체온에 영향을 미칩니다.

다른 운동 상태는 사람들의 체온에 영향을 미칩니다. 인체의 온도는 아침과 저녁에 다양합니다. 인간의 체온은 이른 아침에 가장 낮으며 오후에 가장 높다가 점차 감소합니다. 여성의 온도는 일반적으로 남성보다 약간 높습니다. 인체의 다른 부분은 온도가 다릅니다. 이마의 표면은 막히지 않고 모세 혈관은 밀집되어 있으며 온도 분포는 비교적 균일합니다. 이는 좋은 온도 측정 포인트입니다.

전술한 바와 같이, 흑체의 방사율은 1 이다. 흑체를 표준으로 사용하여 인체는 약 0.98 이며 이는 흑체와 유사합니다 (실제 흑체도 1 에 도달하기 어렵습니다). 따라서 실제 온도 측정에서는 사람을 흑체로 직접 취급 할 수 있습니다.

재료	방출성
인간의 피부	0.98
인쇄 된 배선 보드	0.91
시멘트 콘크리트
세라믹	0.92
고무	0.95
오일 페인트	0.93
우드	0.85
피치	0.96
벽돌	0.95

모래	0.90
토양	0.92
면 직물	0.98
골판지	0.90
빈 종이	0.90
물	0.96

2. 열 전달 과정

물체에서 방출되는 열 에너지는 온도와 파장에만 관련되며 적외선 대역은 대부분의 복사 에너지를 집중시킵니다. 온도를 감지하기 위해 적외선 밴드 만 전체 밴드의 에너지를 감지 할 필요가 없습니다.

물체의 적외선은 대기의 침투성 및 파장과 관련이 있습니다. 다행히 하나님은 여러 창 (학명: 적외선 대기 창) 을 열었습니다. 주요 대기 창은 2μm -2.6μm, 3μm ~ 6μm 및 8μm ~ 14μm 입니다. 적외선 열 화상 기술은 적외선의 "대기 창" 을 사용하고 있습니다. (많은 적외선 검출기는 게르마늄 유리가 2-16μm 대역에서 좋은 광 투과 성능을 가지며 화학적 특성이 안정적이기 때문에 게르마늄 유리 렌즈를 선택합니다.)

Thermal Imaging Technology

윈도우이지만 투과율은 여전히 1 에 도달하지 않으므로 열 방사는 거리로 인해 어느 정도 감쇠됩니다. 거리가 가까워지면 문제를 단순화하고 충격을 무시합니다. 거리가 길면 공기 중에 전파되는 적외선 전자기파가 이산화탄소와 같은 가스에 흡수되어 에너지 감쇠가 발생하고 해당 온도 보상을 고려해야합니다.

3. 적외선 탐지기

열 복사를 전기 신호로 변환하는 데 일반적으로 사용되는 두 가지 유형의 검출기가 있습니다. 열전대 (열전대) 기반 검출기; 저항 마이크로 방사선 측정의 원리에 기반한 검출기.

열전대 (열전대) 기반 탐지기: 이마 총과 얼굴 온도 측정 패널은 대부분이 계획을 사용합니다. 일반적인 제조업체 브랜드로는 Melexis, Heimann, Amphenol, Oriental System 및 Shanghai Sunshine Technologies가 있습니다.