Principi e problemi dell'uso della tecnologia di Imaging termico per misurare e vagliare la temperatura corporea umana

A causa del COVID-19, tutte le parti del mondo sono in panico e disturbi. Nella produzione e nella vita quotidiana, lo standard di prova per la salute fisica delle persone è 37.3 ℃. Come risultato, vari dispositivi di misurazione della temperatura a infrarossi hanno gradualmente dimostrato il loro ruolo nella prevenzione delle epidemie e il loro stato è sempre più importante. Ad ogni modo, sono nate anche alcune domande correlati: perché le temperature del corpo umano sono misurate da diversi dispositivi di misurazione della temperatura a infrarossi così diversi? La misurazione della temperatura a infrarossi è reale e affidabile? È davvero utile per la prevenzione delle epidemie?

Per conoscere la verità della materia, è necessario prima di tutto capire il principio della misurazione della temperatura a infrarossi.

Set. Il principio della misurazione della temperatura a infrarossi

Fino a quando la temperatura di qualsiasi oggetto è superiore allo zero assoluto (-273.15 °C), emette radiazioni di calore all'esterno e assorbe anche le radiazioni di calore prodotte da altri oggetti. La temperatura dell'oggetto è diversa, anche l'energia che radia è diversa e anche la lunghezza d'onda dell'onda di radiazioni è diversa, ma contiene sempre radiazioni a infrarossi. Per oggetti inferiori a 1000 ° c, l'onda elettromagnetica più forte nella radiazione termica sono le onde infrarossa, quindi la misurazione della radiazione infrarossa dell'oggetto stesso può determinare con precisione la temperatura della superficie.

La legge di Kirchhoff (la legge delle radiazioni termiche) avverte che il rapporto dell'energia radiata da un oggetto in equilibrio termico all'assorbimento non ha niente a che fare con le proprietà fisiche dell'oggetto stesso, ma solo con lunghezza d'onda e temperatura.

Corpo nero

Se c' è un oggetto e il rapporto della sua energia radiante con l'energia assorbente è noto, quindi usa questo oggetto come standard per rilevare il calore radiato da un oggetto target vicino, E possiamo infettare la sua temperatura superficiale (il processo e i metodi di deduzione inversa sono i come segue: un sacco). Questo oggetto standard è chiamato corpo nero assoluto o corpo nero per corto.

Definizione del corpo nero: può assorbire tutta l'energia di qualsiasi lunghezza d'onda radiata alla sua superficie a qualsiasi temperatura. Ciò significa che il rapporto tra il calore radiante e il calore assorbente del corpo nero è 1.

A causa di questa caratteristica del corpo nero, nella misurazione della temperatura effettiva, il corpo nero può essere utilizzato come standard per misurare la temperatura di altri oggetti.

La calibrazione del corpo nero può essere realizzata nel processo di produzione e può anche essere calibrata online nell'area in loco. Ma questo è solo in teoria. In pratica, ci sono molti motivi che incieranno sulla precisione della misurazione della temperatura.

Ii. Fattori che riflettono la precisione della misurazione della temperatura corporea umana:

Attraverso l'analisi di cui sopra, se vuoi misurare la temperatura corporea di una persona, i tre aspetti che seguono incieranno sulla precisione della misurazione della temperatura: il corpo umano stesso, il processo di trasferimento di calore, E il rilevatore a infrarossi.

1. La temperatura del corpo umano:

La temperatura ambiente incierà sulla temperatura corporea del corpo umano.

Lo stato diverso dell'esercizio incierà sulla temperatura corporea delle persone. La temperatura del corpo umano varia al mattino e alla sera. La temperatura del corpo umano è la più bassa al mattino, raggiunge il più alto nel pomeriggio e poi riduce gradualmente. La temperatura delle donne è leggermente superiore a quella degli uomini. Diverse parti del corpo umano hanno temperature diverse. La superficie della fronte è libera, i capillari sono spessi e la distribuzione della temperatura è abbastanza uniforme, che è un buon punto di misurazione della temperatura.

Come detto sopra, l'emissività di un corpo nero è 1. Usando un corpo nero come standard, il corpo umano è di circa il 0.98, che è simile a un corpo nero (anche il corpo nero reale è difficile da raggiungere 1). Quindi, in alcune misure di temperatura reali, puoi trattare direttamente una persona come un corpo nero.

2. Processo di trasferimento di calore

L'energia termica prodotta da un oggetto è legata solo alla temperatura e alla lunghezza d'onda e la banda a infrarossi concentra la maggior parte dell'energia radiante. Per rilevare la temperatura, non abbiamo bisogno di rilevare l'energia dell'intera fascia, solo la banda a infrarossi.

La radiazione infrarossa di un oggetto ha molto da fare con la penetrabilità e la lunghezza d'onda dell'atmosfera. Per fortuna, God ha aperto diverse finestre (nome scientifico: finestra atmosferica a infrarossi). Le finestre atmosferiche principali includono 2mm-2, 6 micron, 3 micron ~ 6 micron e 8 micron ~ 14 micron. La tecnologia di imaging termico a infrarossi utilizza la "finestra atmosferica" della radiazione infrarossa. (Molti rilevatori a infrarossi scelgono lenti in vetro al germanio perché il vetro al germanio ha buone prestazioni di trasmissione della luce nella fascia da 2-16 micron e le sue proprietà chimiche sono stabili.)

(Intermittanza del rimodellamento, lunghezza dell'onda di bava, lunghezza dell'onda di bava, molecola assorbente di wavy, spettro di trasmissione atmosferica)

Anche se è una finestra, la trasmittanza continua non raggiunge 1, quindi la radiazione termica sarà attenuata in una buona misura a causa della distanza. Quando la distanza è chiusa, sbianca il problema e ignocus the impact. Quando la distanza è lunga, l'onda elettromagnetica a infrarossi che si diffonde nell'aria sarà assorbibile da gas come il biossido di carbonio, aumentando l'attenuazione dell'energia e la compensazione della temperatura corrispondente.

3. Rilevatore a infrarossi

Ci sono due tipi di rilevatori comunemente usati per convertire le radiazioni termiche in segnali elettrici: rilevatori basati su termopila (termocoppia);

Rilevatori a base di termopila (termocoppia): pistole frontali e pannelli di misurazione della temperatura facciale utilizzano principalmente questo schema. I marchi comuni del produttore includono Melexis, Heimann, Amphenol, Oriental System e Shanghai Sunshine Technologies.