紅外測(cè)溫儀測(cè)溫系統(tǒng)準(zhǔn)確性研究

劉春昊

阿米檢測(cè)技術(shù)有限公司蘇州分公司 江蘇蘇州 215000

近期，新型冠狀病毒感染的肺炎疫情嚴(yán)峻，測(cè)量體溫成為防控疫情的必要手段。人體紅外測(cè)溫儀因其非接觸、效率高、使用方便的特點(diǎn)在人流密集的各交通關(guān)口、醫(yī)院、住宅小區(qū)、企事業(yè)單位廣泛用[1]。

1 紅外測(cè)溫系統(tǒng)的組成

紅外測(cè)溫儀測(cè)量的是物體的表面溫度，當(dāng)儀器測(cè)溫時(shí)，被測(cè)量物體發(fā)出紅熱輻射能，紅外測(cè)溫儀的光學(xué)系統(tǒng)探測(cè)儀將輻射能量轉(zhuǎn)換為電磁型號(hào)，在測(cè)溫儀的顯示屏上顯示出被測(cè)量物體的表面溫度。紅外測(cè)溫儀的外觀設(shè)計(jì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)因被測(cè)量的物體、測(cè)量溫度范圍，測(cè)量環(huán)境不同而不同，內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要組成部分有光學(xué)系統(tǒng)、探測(cè)器、信號(hào)放大器、信號(hào)處理器、輸出顯示器等。

2 分類

常用的人體紅外測(cè)溫儀可分為紅外熱成像體溫快速篩檢儀和紅外體溫計(jì)兩類。

紅外熱成像體溫快速篩檢儀，可在人流中自動(dòng)跟蹤、報(bào)警高溫區(qū)域，與可見光視頻配合，當(dāng)紅外熱成像體溫快速篩檢儀集成人臉識(shí)別、手機(jī)探針等技術(shù)時(shí)，還能掌握體溫較高人員的更多信息[2]。

紅外體溫計(jì)又可分為紅外耳溫計(jì)和紅外額溫計(jì)，紅外體溫計(jì)設(shè)備簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格實(shí)惠，應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的依次、快速測(cè)溫。

3 紅外測(cè)溫設(shè)備測(cè)溫原理

人體的熱量會(huì)通過熱輻射的形式散發(fā)到環(huán)境中，人體紅外測(cè)溫儀通過內(nèi)置的傳感器探測(cè)人體的熱輻射，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量體溫的目的。例如，紅外額溫計(jì)測(cè)量的是人體額頭部位；紅外熱成像體溫快速篩檢儀則是利用紅外測(cè)溫技術(shù)對(duì)人體表面溫度進(jìn)行非接觸式的快速測(cè)量。從測(cè)量精準(zhǔn)度方面來看，在測(cè)量方法正確的情況下，準(zhǔn)確度方面的排序?yàn)榧t外耳溫計(jì)＞紅外額溫計(jì)＞紅外熱成像體溫快速篩查儀。

4 使用注意事項(xiàng)

紅外測(cè)溫十分適合于在發(fā)燒類疾病預(yù)防檢測(cè)中應(yīng)用。

通常在人體溫度37℃附近，紅外熱成像體溫快速篩檢儀的準(zhǔn)確度能達(dá)到±0.3℃，紅外體溫計(jì)能達(dá)到±0.2℃。

從測(cè)量準(zhǔn)確度來說，紅外耳溫計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確度最高，紅外額溫計(jì)次之。但是，如果測(cè)量方法不正確，測(cè)量結(jié)果也會(huì)不準(zhǔn)確。對(duì)于新購(gòu)買的人體紅外測(cè)溫儀，或使用頻繁以及對(duì)測(cè)量結(jié)果有懷疑時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)人體紅外測(cè)溫儀進(jìn)行校準(zhǔn)，以確定其修正值，則能盡量消除測(cè)溫儀的系統(tǒng)誤差。

黑體輻射源有效發(fā)射率、控溫穩(wěn)定度都有較高的要求。黑體溫度通常采用鉑電阻溫度計(jì)或玻璃液體溫度計(jì)等接觸溫度計(jì)測(cè)量，其溫度與紅外體溫計(jì)測(cè)得值相比較以獲得校準(zhǔn)值。校準(zhǔn)紅外耳溫計(jì)的黑體還需根據(jù)被檢溫度計(jì)的要求專門設(shè)計(jì)其開口形狀和尺寸[3]。

特別提示：不建議將工業(yè)檢測(cè)用紅外溫度計(jì)用于測(cè)量人體溫度。工業(yè)檢測(cè)用紅外溫度計(jì)通常測(cè)量范圍下限可達(dá)-20℃～-30℃，上限從200℃～1000℃都有，測(cè)量范圍較廣，準(zhǔn)確度較低，在人體溫度附近一般不會(huì)優(yōu)于±1.0℃。因此僅從測(cè)量準(zhǔn)確度的要求來看使用工業(yè)檢測(cè)用紅外溫度計(jì)來測(cè)量人體溫度是不太合適的。

5 紅外測(cè)溫系統(tǒng)的缺陷分析

紅外測(cè)溫儀不能測(cè)量物體的內(nèi)部溫度，只能確定物體的測(cè)溫點(diǎn)，進(jìn)行問題測(cè)量。紅外測(cè)溫儀與輻射系數(shù)即發(fā)射率有關(guān)，發(fā)射率表示物體相對(duì)于黑體輻射的輻射能力大小的量，與物體的形狀、大小、光滑程度、凹凸程度以及測(cè)試方向等有關(guān)。不同物質(zhì)材料的物體發(fā)射率不同。輻射率越高的物體，紅外測(cè)溫儀接收到的輻射能力越大。

6 改善紅外測(cè)溫儀的準(zhǔn)確方法

數(shù)據(jù)修正。在使用過程中，對(duì)被測(cè)物體相關(guān)部位溫度進(jìn)行修正。通過對(duì)檢測(cè)過程和結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過數(shù)學(xué)手段對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。改善運(yùn)行物理狀態(tài)。設(shè)備工作的電壓、負(fù)荷電流大小等會(huì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱故障，影響測(cè)量結(jié)果。應(yīng)盡可能保證設(shè)備在額定電壓和額定電流下運(yùn)轉(zhuǎn)，負(fù)載越大，才能使設(shè)備升溫迅速，在設(shè)備運(yùn)行前有一個(gè)預(yù)熱時(shí)間，保證設(shè)備表面達(dá)到穩(wěn)定溫度。

適時(shí)增加復(fù)測(cè)復(fù)核。對(duì)于使用紅外額溫計(jì)進(jìn)行初步篩查的場(chǎng)所，建議有條件的地方可用紅外耳溫計(jì)進(jìn)行復(fù)測(cè)（紅外耳溫計(jì)需配專用耳套使用，一人一換，防止交叉感染）。對(duì)于車站、地鐵站等使用紅外熱成像體溫快速篩查儀進(jìn)行初步篩查的場(chǎng)所，建議有條件的地方可用紅外額溫計(jì)或紅外耳溫計(jì)進(jìn)行復(fù)測(cè)。對(duì)于體溫可疑者均需用醫(yī)用體溫計(jì)進(jìn)行復(fù)核，使用醫(yī)用體溫計(jì)時(shí)應(yīng)注意做好必要的處理，防止交叉感染。

確保環(huán)境溫度。當(dāng)外界溫度較高時(shí)，設(shè)備溫度相對(duì)較高，也就是非運(yùn)行狀態(tài)的溫度就比較高，也就是設(shè)備存在一定虛熱，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)后測(cè)出的結(jié)果就不太準(zhǔn)確。

科學(xué)對(duì)待測(cè)量結(jié)果。紅外體溫儀測(cè)量速度快、效率高，測(cè)量數(shù)據(jù)是疫情防控的重要參考，但由于其測(cè)量原理的局限性，僅能用于人體體溫初步篩查，不能將其測(cè)量數(shù)據(jù)作為醫(yī)學(xué)診斷依據(jù)[4]。

優(yōu)化測(cè)溫設(shè)備選型。建議盡量選用紅外體溫測(cè)量設(shè)備，并優(yōu)先選用通過計(jì)量器具型式批準(zhǔn)、具有CPA標(biāo)識(shí)的產(chǎn)品；不建議將工業(yè)檢測(cè)用紅外溫度計(jì)直接用于測(cè)量人體溫度。工業(yè)檢測(cè)用紅外溫度計(jì)通常測(cè)量范圍較廣，上至200℃～1000℃，下至-20℃～-30℃，且準(zhǔn)確度相對(duì)較低，并不適合測(cè)量人體體溫。如果確無更合適的測(cè)溫設(shè)備，必須使用工業(yè)用紅外溫度計(jì)測(cè)量人體溫度時(shí)，應(yīng)通過準(zhǔn)確可靠的計(jì)量后，采取加修正值的方式使用。