03.05 測溫槍對人體有害?紅外測溫靠譜嗎?關於測溫儀,你想問的都在這兒了

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。人員迴流讓機場、火車站等城市公共交通場地以及工業園區、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。


    

測溫槍對人體有害?紅外測溫靠譜嗎?關於測溫儀,你想問的都在這兒了


雖然場合不同,但測定方式大致一致,安保人員會掏出一把類似手槍的東西,對著人的額頭或手腕扣動扳機“打”一下。
    

說實話,這東西不僅樣子長得像手槍,而且名字也稱為“紅外測溫槍”。
    

說到槍,我們首先想到的就是士兵手中的武器。不管是在冷兵器時代還是熱兵器時代,槍都是士兵手中最基本的戰鬥武器,都是具有致命殺傷力的。
    

所以,許多人看到這種類似槍而且名字也叫槍的東西,不免心生疑問,這樣測體溫對人體有傷害嗎,會不會影響健康?這些體溫篩查結果準確嗎?能100%將體溫異常人員檢查出來嗎?記者聯繫到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,且聽熱學計量檢測方面的專家給出的解答吧。
  

測溫槍對人體有害嗎?


    

實際上,測溫槍只是一個接收器,而不是發射器。這東西正式的稱謂叫“紅外線測溫儀”,只是外形酷似手槍而已,在原理上與手槍沒有半毛錢關係。
    

通過這種方式測體溫,與我們用體溫計測量是非常不同的。
    

體溫計測體溫是必須接觸到人的身體,必須用人的身體將體溫計加熱到與其的溫度一致,不管是醫用玻璃水銀體溫計還是電子體溫計都一樣。
    

所以,我們用醫用玻璃水銀體溫計就必須等待5分鐘以上,用電子體溫計就必須等待它發出嗶嗶嗶的叫聲,整個測量過程是比較慢的,因為加熱過程需要時間。
    

不僅慢,而且因為是接觸式的,所以在大疫當前,是不合適使用的。因此,採用非接觸性溫度計,將你的溫度隔空傳遞過去就是非常有必要的。
  

紅外測溫的原理是什麼?
    

簡單地說,就是收集被測物體發射的紅外能量,並將其彙集聚於檢測器上,檢測器把這些能量轉化為電壓信號,電壓信號經過數據處理及曲線擬合,推算出被測溫度,以數字方式顯示出來。
    

自然界中的一切物體,只要它的溫度高於絕對零度(-273℃),就存在分子和原子的無規則運動,其表面就不斷有輻射。
    

我們的太陽光,就是各種電磁波的輻射組合,其中也包括我們人眼能看到的可見光。之所以叫可見光,那就是針對我們的人眼來說。
    

但很可惜,我們人眼能看到的電磁波的範圍非常有限,僅佔整個電磁波譜一個非常小的範圍。
    

在可見光範圍之外,還有許多電磁波是可以反映物質的某些特殊屬性的。溫度就是其中一個非常重要的屬性。
    

不同的溫度輻射出去的電磁波在各個波段是不同的,也就是具有一定的譜分佈範圍。
    

這種譜分佈與物體本身的特性,特別是溫度極其相關。溫度越高,輻射出的總能量就越大。
    

而且不同溫度下的輻射曲線還相互不重疊,整個波長範圍內的輻射能量,也就是每條曲線下的區域,其大小與溫度四次方相關,所以我們可以從輻射信號中測出對應的溫度。隨著被測物體溫度升高,最大輻射量逐漸向波長較短的區域移動。
    

在大多數情況下,我們需要測定的是常溫附近的,那麼溫度越低,最大輻射量逐漸向波長較長的區域移動,即對應於紅外波段的波長。
    

這就是為什麼我們要選用紅外波段來測定我們常溫附近的溫度了。
    

在實際生活中,利用紅外線進行的測定已經非常豐富了,可以掃描成像生成熱像圖,可用於比較物體表面的溫度分佈和變化情況,這有許多的應用場景。
    

在醫學上,可以用來監測體溫,或者人體某些部位的病變;安裝在攝像頭上,可以在夜間監測動物或者人類的活動;如果安裝在衛星上,那就是衛星遙感,可用於監測地面的溫度變化情況,特別是感知森林溫度異常變化而用於防火。


    

所以,我們這裡測體溫,與遙感衛星監測地表溫度的變化,在原理上是一樣的。
  

非接觸法測溫可靠嗎?
    

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佈會產生影響,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。
  

紅外測溫測的是人體真實溫度嗎?
    

輻射測溫儀現在有光電高溫計、紅外測溫儀、全輻射測溫儀等類型。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繫起來。
    

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。
  

哪種測溫儀器表現最佳?
    

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。


    

紅外熱成像儀是將物體表面熱輻射轉換成可見圖像,能準確測量物體表面溫度和溫度分佈,更適於流動人員體溫全面監測測量。
    

另外,還有紅外人體體溫篩查系統,它比紅外熱成像儀更復雜一點,功能上也更優一些。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。
  

選用熱成像儀需要注意什麼?
    

高品質的熱成像儀一定是精確度和準確度都符合標準的產品。
    

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、準確度差,比如你的實際體溫是36.5℃,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,不準確;有的準確度高、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,還算準確,但每一次數值直接誤差比較大,重複性不好。


    

因此,選擇時要儘量選擇技術實力強、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準,從而提高其測量溫度的準確性和可靠性。
  

使用測溫儀為什麼先要計量校準?
    

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。
    

計量校準可以消除儀器本身的誤差,使測量值儘量接近真值。
    

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

在選用了精確度和準確度都符合標準的測溫產品、進行計量校準、規範人員操作以後,測得的溫度數值才會儘可能的準確、可靠。


    

綜合《北京日報》《中國科學報》


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