航天計量專家權威解答:關於測溫儀,你想問的都在這裡

2020年03月04日15:54  來源:人民網-北京頻道
 

當前是疫情防控的關鍵時期也是企業復工復產的重要節點。大規模人員回流讓機場、火車站等城市公共交通場站以及工業園區、大型企業、寫字樓等人群集中區域的疫情防控壓力劇增。很多區域都配備了測溫工具進行基本疫情篩查。

這些體溫篩查結果准確嗎?能100%將體溫異常人員檢查出來嗎?我們去到的公共場所安全嗎?針對這些問題,來聽聽國防系統國家一級計量站、在輻射測溫系統具有國家尖端技術能力的北京航天計量測試技術研究所的專家的解答和建議。

測量溫度的方法有哪些?

溫度的測量方法可分為兩種:接觸法和非接觸法。

在接觸測溫法中,熱電偶和熱電阻溫度計應用最為廣泛,這種方法操作簡單,測得的是物體的真實溫度,缺點是動態特性差,而且因為要接觸被測物體,對被測物體的溫度場分布會產生影響,就是會影響被測物體的溫度。

非接觸測溫法目前仍以輻射測溫法為主。在過去相當長的時間裡,輻射測溫法的可靠性和抗干擾性都不太高。但近二十多年來,由於電子、半導體材料、計算機等方面技術的發展與應用,輻射溫度計響應速度快,不接觸被測對象因而不影響被測溫場等優點能夠充分體現出來,輻射測溫技術也得到長足的進步,應用也越來越廣泛。

干貨:表觀溫度

輻射測溫理論是以黑體輻射定律、普朗克定律、維恩位移定律、斯特藩-玻爾茲曼定律為基礎的,但是這幾條定律都僅對黑體輻射適用。而現實中的測溫對象都是非黑體。不同發射率的被測目標有可能在同一波長發出相等的輻射能,使得一定量的熱輻射的真實溫度具有無限解。

工程師在校准紅外測溫儀。

隨著光電技術的發展,利用光電檢測元件代替人眼,輻射測溫儀發展了光電高溫計、紅外測溫儀、全輻射測溫儀等輻射溫度計。由於存在著發射率無法消除的問題,這些輻射溫度計測得的溫度不是真實溫度,而是物體的亮度溫度或輻射溫度。

為了解決這一問題, 輻射測溫學中引入了表觀溫度的概念。這樣可以在未知物體發射率的情況下,把實際物體的溫度測量同黑體輻射定律直接聯系起來。

現在使用的紅外熱成像技術是通過檢測人表面的熱輻射進行測溫。基於人體測溫大數據,通過測溫算法將人表面的熱輻射數據映射為人體內部溫度。通過對人體表面溫度的檢測,快速找出體溫異常的個體。

手持測溫儀是輻射溫度計的一種

在輻射測溫學中, 表觀溫度包括亮度溫度、輻射溫度和顏色溫度。這三類溫度測量方法對應的溫度計分別稱為亮度輻射溫度計( 或單色輻射溫度計) 、全輻射輻射溫度計、比色輻射溫度計, 以及介於亮度法和全輻射法之間的紅外溫度計。

手持測溫儀是紅外溫度計的一種應用。目前人流量比較集中的區域使用紅外熱成像儀也比較多,這種設備可以同時大批量測溫,效率較高,基本不影響人群的通行速度。

紅外人體體溫篩查系統更優:可追溯、更高效

紅外測溫場景演示

紅外熱成像儀是將物體表面熱輻射轉換成可見圖像,能准確測量物體表面溫度和溫度分布,更適於流動人員體溫全面監測測量。紅外人體體溫篩查系統比紅外熱成像儀更復雜一點,功能上也更優一些。

紅外測溫場景演示

紅外人體體溫篩查系統由雙目熱成像模組和會議大屏系統組成。使用雙目熱成像模組,由可見光和熱成像構成雙光測量,支持多目標檢測。測量時,人群在大屏幕前一站,即可測量完成。與一般測量方式相比,除了精度高、效率高、防交叉感染,綠色安全等優勢,這種體溫篩查系統還可以實現疑似感染人員的追溯。

測量時,雙目熱成像模組可以保存人臉識別記錄,若確診有疫情,通過同行人員的臉部數據,就能追溯歷史記錄,從而開展疫情防控工作。

選用熱成像儀需要注意的問題

高品質的熱成像儀一定是精確度和准確度都符合標准的產品。

目前,市面上的熱成像儀品牌很多,但技術指標良莠不齊。有的精確度高、准確度差,比如你的實際體溫是36.5℃,我測量3次,分別是37.2℃、37.3℃、37.3℃,三次數值的幅度相差不大,精確度沒問題,但離實際的36.5℃相差較多,不准確﹔有的准確度高、精確度差,還是前面的例子,實際36.5℃,測量3次,分別是36.3℃、36.6℃、36.7℃,與36.5℃的實際溫度都接近,還算准確,但每一次數值直接誤差比較大,重復性不好。

因此,選擇時要盡量選擇技術實力強、社會公認度高的廠家的產品。同時也需要對溫度測量儀器進行計量校准,從而提高其測量溫度的准確性和可靠性。

計量校准可確保溫度測量儀器的准確性

輻射測溫法測量真實溫度的最大障礙是受到被測對象發射率的影響。除此之外,測量原件的可靠性、測試環境溫度、人員操作等均對測量結果造成影響。

計量校准可以消除儀器本身的誤差,使測量值盡量接近真值。

進行計量校准時,如果測溫儀本身具有校准修正功能,可將校准值寫入儀器進行修正﹔如果不具有校准修正功能,也可給出校准值,在具體使用中進行參考。

在選用了精確度和准確度都符合標准的測溫產品、進行計量校准、規范人員操作以后,測得的溫度數值才會盡可能的准確、可靠。

(責編:鮑聰穎、高星)