疫情期间额温枪不可或缺,能不能将该功能添加至手机里面?有哪些技术难点?

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感温元件加入手机是有必要的,我们经常需要了解气温,体温,家庭加工食品的温度等,配合APP有很多用途,校准也不算难事,就看开发商怎么想了,当年手机攝象头还不是有人反对。


郭老倌30152658


通过手机测试体温,这是一个特别好的想法。

目前,这样的解决方案已经有了。

一、中兴L688(2016年产)、L658(2017年产)自带了测温的功能

  • 中兴L688、L658是采用MTK的解决方案。
  • 缺点:这款手机定位是老人手机,不是Android系统。

  • 测温原理和额温枪的测温原理是一样的,采用红外测温。

二、Tympani智能温度计,它是一个很小的外置测温配件。

Tympani的测温原理类似于耳蜗枪温器,使用的时候连接手机的二级插孔或使用自带耳机延长线连接耳机孔。

优点:Tympani不想要电池,兼容IOS和Android系统,并且Tympani的APP上可以一直记录家庭成员的测温情况,做一些健康分析,是很直观的。

缺点:使用的时候还是需要携带Tympani的。

为了理解红外额温枪的测温原理,我们拆解一台常用的额温枪

拆开额温枪后,我们发现其核心的部件在于红外传感器和主控电路板。

红外额温枪的测温原理

科普:一切温度高于绝对零度(-273.15℃)的物体都在不停地向周围空间发射红外能量。它的辐射特性、辐射能量的大小、辐射波长的分布等都与物体表面温度密切的相关。通过对物体自身辐射的红外能量的测量,就能够准确的测量它表面的问题,这就是红外辐射测温的原理。

人体向四周辐射释放的红外能量波长一般为9~13μm,是处在0.76~100μm的近红外波段。这个波长范围内的光线不被空气吸收。因此,只要通过对人体自身辐射红外的能量的测量就能准确的测量人体表面的温度。

人体红外温度传感器就是根据这一的机理下设计出来的。目前市面上的红外温度传感器根据能量转换所用的材料也不同,主要分为以下几个类型:

  • 热释电型

  • 热电堆型

  • 二极管型

  • 热电容型

  • 热敏电阻型

市面上的额温枪、耳蜗枪是采用热电堆式的红外温度传感器

热电堆式温度传感器参数:

测量范围:-50℃-100℃;

测量精度:0.1℃以内,±0.1%以内;

工作温度:-20℃-+85℃;

最大测量距离:≦0-50mm(加透镜300-500mm)

输出电压:0-10mV;

额温枪除了需要温度传感器采集数据外,还需要芯片进行数据的接收、处理和输出。芯片及控制电路可以实现按键控制、LCD显示、电量检测等功能。

额温枪的的测温过程:红外温度传感器负责汇集它视线范围内的目标物的红外辐射能量,视线大小由传感器的光学零件以及位置决定,光学零件可以将红外线能量集中。温度传感器的任务是把光信号转换为电信号,电信号再经过放大器和信号处理电路后,经过芯片内部算法和目标发射率校正后转变成被测目标的温度值。

可见,通过手机来测量人体的温度,从技术层面来讲不难,难的是市场需求太小了。

这就跟手机上的快递扫码枪一样,只有从事快递这个行业的人群才有可能用到手机扫码枪,并且需要配套快递公司的APP才能使用。非快递行业的人群使用手机扫码枪不会比普通的手机好用。

测体温也是一样的,因为我们基本上很少用到随时随地的测量体温的需求,平常我们自己感觉不舒服(发热)才会拿起测温器来测一下体温。而手机增加过多很少用到的功能对它来说并不是好事,会增加它的功耗和故障率。

以上是我个人的一些经验和总结,希望可以帮助到大家,如果有不同的意见和建议,欢迎评论区留言讨论。

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给手机增加测额温功能技术上是可行的,但会增加手机大尺寸

红外测温枪相信大家都用过或者见过,只要靠近额头,“滴”一下就可以测出体温。测温的关键元器件为红外测量传感器。以目前技术设计、制造出来的红外测量传感器尺寸比较大,放到手机里面比较困难。

红外测温原理

因为任何温度高于绝对零度(-273℃)的物体,它都会向外辐射出热量,不同的物体,不同的温度,它辐射的能量也是不一样的,辐射出来的能量其实属于红外线的电磁波,红外测温就是通过检测这些红外线电磁波能量,转换电信号,经过放器、计算、补偿后得到相应的温度,所以红外测温枪其实是可以测量各种各样物体的温度的。当然,不同的物体的红外发射率也是不同的,还受到物体的状态,反光度,表面状态等等影响,测温过程需要经过算法计算并进行适当的补偿。

因为人是恒温动物,辐射出的红外线能量是相当稳定的,当我们的体温发生变化时,辐射出的红外线能量同样会变化。额温枪只针对人体,测温范围在30℃~45℃之间,所以相对比较准确。

如何给手机增加测额温功能?

信号放大,温度计算和补偿对手机的SoC芯片来说都不是难事。关键是红外测温传感器放在哪里,它大约有我们的小尾指那么大,不管是横放还是竖放,都难以内置那么轻薄的手机中去。除非把手机加厚、加大。如果冒然把手机改大,消费者能执接受吗?目前来说,还没有那个手机厂商敢去尝试。

但我相信随着红外测温传感器技术的发展,未来很可能出现尺寸很小的红外测温传感器,那时候集成测温功能到手机中去就很容易给消费者接受了。

未来红外成像技术也会不断的进步,红外成像摄像头也可能会集成到手机中,直接用摄像头就可以测温了。

有的朋友可能会说:“增加红外测温功能还会增加手机的功耗,减少待机时间!“其实功耗不用担心,手机的电源管理芯片可以控制传感器的供电,不使用的时候并闭传感器的供电就可以了。

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额温枪是用红外线传感器感受温度,同样的传感器安装到手机里面,传感器外壳会将手机发热的传道给红外感应元件,造成测温严重不准。

单纯的额温枪也存在类似问题,即长时间使用过程中手握把柄,会将手的温度通过塑胶外壳传递给传感器外壳,同样会影响测温精度。因此额温枪使用说明书都会明确不能手握长时间使用,长时间使用需要带手套与握把隔离,以及避免额温枪被阳光直晒等。

严格来讲额温枪之类的红外测温仪器,每次使用前要进行校准,主要是抵消环境温度背景红外辐射的影响,尤其工业用红外温度测温仪校准更重要。民用的会带自校准功能,但校准能力有限,好在精度要求没那么高。

红外线也是电磁波,通常用于红外测温的波长一般在0.76微米-14微米的近红外波段。

我们生活在被电磁波包围的世界里,凡是高于绝对零度(-273.15℃)的物质都会产生不同强度的红外线,即红外热辐射,温度越高红外辐射越强。

人体与其他生物体一样,自身也在向四周辐射释放红外能量,其波长一般为9-13微米,处在近红外波段。

红外传感器大概分为热敏电阻、半导体光电效应、半导体热成像等几个大类,额温枪、耳温枪等通常使用半导体光电效应传感器。

额温枪的其它关键器件还有红外滤光片/菲涅尔滤光透镜、低噪声放大器、辅助电路、温度显示器件、外壳等。

额温枪的结构见上图⬆️,感光窗口需要一定的尺寸,滤光片后面至传感器需要一个空腔,用来聚焦红外线。

综合一下,将额温枪功能装入手机需要解决以下问题:

1、手机自发热对测温的影响。

2、红外半导体热效应传感器工作原理所需要的特殊结构,滤光片、空腔结构等,如何装入手机。


草狮子


单说app的话不难,就是读取传感器数据的软件。应该说没太高的技术含量。

要做手机红外测温,要有硬件参与,就是红外测温传感器

一,这是普通红外体温计的探头,大概在1立方厘米左右,需要做的是将其小型化以安装在手机里。

并且配以相应的信号处理芯片、电路,当然这可以集成在主板里,但以目前手机模块化趋势,还是单独做出来以排线与主板连接比较好,也方便后续维修。

二,另外一个思路是外设测温配件,以无线或有线连接手机读取数据,这样在不改变现在手机配置的前提下,可以实现测体温。

不过这就感觉是脱裤子放屁了,有现成的红外体温计,还要配件干嘛?直接可以看体温,干嘛还要打开手机看?多此一举了

总的来说,要实现手机测体温,软件、硬件的技术难度都不大,问题是真的有必要吗?

手机内空间寸土寸金,硬塞进去个红外探头。个人觉得真没必要!

疫情是暂时的,而大多数时间它只是个摆设


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额温枪的传感器采用的热电堆传感器,单点测温,不能成像,装在手机上没什么意义。但热成像技术有望装在手机上。事实上一些工具手机上已经装载,比如cat公司出的手机,但还没有大规模应用,主要原因还是成本太高。但随着国产化程度的提高,大阵列的热成像模组是有望在手机上应用的。我估计是未来的2-3年内会大规模进入手机。


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疫情期间额温枪不可或缺,能不能将该功能添加到手机里面,有那些技术难点?

疫情期间两件非必需品成为热销品,口罩及额温枪。经过这次重大疫情事件,人们更加懂得关注自身健康,自我保护意识会得到进一步加强。

额温枪在这次重大疫情期间,成为热销品、成为“网红”,由于其独特优势在特殊时期发挥淋漓尽致!

这次疫情,其会人传人。体温作为观察其重要的指标之一,要求数据高度准确。临床应用最广泛的测温器材水银体温计,测温时间至少5min,甚至更长时间,数据读取不直观费时,消毒步骤繁琐。虽然额温枪测量精度相比水银体温计低,但在这种特殊时期,它是非接触式体温测量,避免与人接触造成交叉传染,其次测温时间短,操作简单安全,使额温枪在这次疫情期间成为“功臣”。确实,在这次重大疫情期间额温枪显得格外重要,有人就会想能不能把其功能与手机结合,便于随时进行自身体温测量。能不能将其功能与手机结合?以目前的技术,实现这一功能不难,但对手机厂商来说,难点不是在于技术,而是关系今后手机发展方向与市场战略策略。

站在消费者角度看,手机植入这一功能在今后可有可无。

这次疫情期间,人们对额温枪热度依旧保持热情,疫情一旦结束,额温枪在消费者心中的热度会慢慢消退,又成为百姓中的非必需品。体温是临床上生命体征观察的重要指标之一,对温度数据要求相当高,及时便于医护人员采取干预措施,接触式测温计测量结果精度总是高于非接触式测温仪的,不是非常时期作为实用性功能推广使用难度大。对于消费者来说,这个功能有或无都不会影响手机的使用,一旦手机植入此功能,方便自己随时进行体温的初步测量,可能也会引起个人恐慌。因为这种非接触式测温枪,容易受到环境温湿度影响,数据真实性难以定夺,这时被测量人看到测量数据以为就是自身体温,有时由于差异较大,心里情绪波动性大,从而增加心里负担。

站在手机厂商角度看,手机植入新功能都是为了提升手机的价值,便于消费者接纳与认可。手机厂商对于新功能的增加,都是要经过权衡利弊的。

毕竟手机植入体温测量功能,不像娱乐休闲功能,受众人群多。如今消费者对手机要求越来越高,不仅要求功能趋向于多样化,而且对黑科技也越来越喜爱,对手机的外观及尺寸要求也不断提高,外观设计更加精美,尺寸变薄变轻。而人体体温测量仪额温枪,将其功能移植到手机,务必会使手机尺寸增加,对消费者的审美及触感带来影响,可能又会成为一大批消费者的饭后谈资,致使各种吐槽漫天飞舞。

题目说的问题不是在于技术难度,还是在于这个功能不是消费者刚需的,作为附带功能植入手机,目前来看,对手机厂商来说具有诸多苦恼!

在技术研发方面,国内手机厂商华为、小米等厂商都有实力研发出带体温测量功能的手机。而且国内的传感器技术远落后于国外,研发出来的红外测量传感器尺寸比较大,与手机结合对手机的外观及尺寸带来严重的影响,对消费者来说一时难以接受,内心会想怎么又回到了以前的手机水平了!

随着科学技术的不断进步,额温枪的红外线成像摄像头可能与手机拍照摄像头结合,传感技术不断提高,走向小型化,那时候将这功能做为手机常规的附带品,又不影响手机外观及尺寸,又可随时随地的进行使用何乐而不为?


Talk工控小白


很高兴回答你的问题。我认为可以实现,技术难点不算高,有以下几点:

1.手机本身存在温度传感器,只要外接一个也许就能实现。

2.手机可以做升降摄像头,那么温度模组应该可以做成升降出来,所以不难,但有个弊端如果在乎轻薄手感的话也许会体验不佳,电池容量也许会缩减。

3.额温枪很多都是用的红外技术,而很多手机都带红外,加入传感器就可以。

综上所述,我认为可以做出来。但是我们要考虑带测温手机的需求是否足够大,是否是刚需。


老新疆健博


体温枪,又叫耳温枪,是属于非接触遥测式(虽然也许还不到一公分)的温度测量仪,它是利用检测鼓膜(相当于下视丘)所发出的红外线光谱来决定体温,根据黑体辐射理论,不同温度的物体所产生的红外线光谱也不同,利用可以精准到0.1℃的温差电堆(Thermopile)红外线侦测器,再以微计算机转换读数而显现出来的!手机📱配备这些 手机得多大呢



姜大主宰


首先,需要在手机端增加一个红外探测传感器及相应的电路,其次,手机的厚度会增加,因为传感器目前还比较大,没有小型化


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