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再谈红外测温仪 精选

已有 3274 次阅读 2020-2-20 16:54 |个人分类:大众物理学|系统分类:科普集锦


 

昨天的博文《谈谈红外测温仪》引来了一些很认真的评论,我再补充几句。

  

首先,新闻里报道的工作是我们所刘建国老师做的。跟我没有任何关系,我只是看到了新闻,然后用用大学普通物理的知识做了些猜测。

 

这套系统的各个部件应该都是商业化的产品,这个工作属于系统集成,还有一些数据处理上的改进,据说用到了机器学习。

人体温度对应到红外辐射的峰值波长应该是在5-10微米,这个红外芯片的探测中心波长的具体值,我不知道,但是应该在这个范围里。具体测量不可能是全红外波段的,而取决于选用的红外芯片的具体性能指标。

物体的温度改变时,发射的功率和波长都会变化。这个红外测温仪应该不是利用波长的差别。因为有效的温度差只有几度,典型的是2度以内,这么小的温度差别所导致的波长差别,是不可能在现在这个红外芯片里测出来的。

当然,也可以说,红外芯片测量的是波长差别和功率差别的总效果,因为它对波长的响应不可能是不变的常数。

 

测温精度±0.3度,说的应该是测量体表温度时的误差,而不是和体内温度的差别。在我看来,这个测量是相对测量,测量的是一个人的体表温度与标准值(也就是某个正常体温的人在相同的环境温度下表现出来的体表温度)的差别。

在不同的天气条件下,人的裸露部分(主要是脸和手)的温度也会改变。但是不管你是小手冰凉因为冻得不行,还是满面红光因为防冷涂的蜡,这个红外测温仪其实测的是你的脸和“红外标校黑体”表面的温度差别。因为你们俩都处在非常类似的环境里,所以测量结果会比较准确。

显然这是个工程问题,不仅要考虑精度,还要考虑成本。比如说,如果你放上两个“红外标校黑体”,一个设定到35度,另一个设定到39度(随便给的数字),测量的视野里就有了两个标准温度,简单的插值法就可以更精确地测量体温。但是我没有看到谁这样做,可能只是因为嫌麻烦,或者增大了成本。

 

话说回来,这种测温仪只是做个粗筛,没有要求你百分百地把发烧的人找出来,偶尔把正常人搞错了也没有关系,大不了在测一次就是了——或者再用接触式的体温计测一下。

现在在小区门口、商场门口,经常可以看到有那种手持式的无接触体温计,在距离你手腕子大概不到一厘米的地方测量,也是无接触的,然后给个温度。老实说,我觉得这东西很可能只是个摆设。当然,你要是真的高烧到三十八九度,肯定也是能测出来的。

 

我们可以把这个体温计看作是一个粗糙的分类器:根据显示的温度把人分为需要注意的和不用关心的。显然我看到的新闻和我自己写的博文都没有讨论一个重要的问题:假阴性(把真的报成了假的)和假阳性(把假的报成了真的)的几率是多大?在设计测量程式的时候,这都是必须考虑的,但是很少提。

在机场、车站等交通要道,四面八方来的人很多,测量的环境有相对可控(毕竟是室内),测量的结果会准一些。在小区门口,尤其是在非疫区,几天都不一定碰的上一个发烧的,我觉得吧,这东西可能主要还是起个警示牌的作用。




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