科技抗“疫”武汉艾崴红外测温技术在检验抗疫中应用

随着社会经济的快速发展，人员流动加快，在机场、港口等国境口岸等人员密集场所，经常会有人员发热。早期对流动人员的体温监测，主要依靠人工进行，工作量大、效率低下，且为接触式检查，无法保障被检测人员隐私。2003年“非典”期间，红外测温技术开始应用于国境口岸卫生检疫，并逐渐普及，能迅速检测出体温偏高的病患人员。 cLc安检之家

近年来，入境旅客随身携带入境的动植物源性生物材料时有发现，主要有微生物、生物制品类、人体组织类、血液及其制品等。此类物品大多需要采用低温冷藏方式储存，且伴随出入境人员在国际间跨境传播，对我国公共卫生安全、国家生物、生态安全等诸多领域带来巨大威胁和风险。 cLc安检之家

人体体温监测主要是利用红外测温技术实时监测出入境旅客体温是否高于正常体温，而旅客携带的特殊物品一般都需要低温保存，根据这一特性，对现有的红外测温技术进行软、硬件升级改造，增加其对低温物品的发现、报警、监测功能，为检疫人员查验低温保存的物品开辟新的查验思路和方法。 cLc安检之家

红外测温技术原理 cLc安检之家

1800年，英国物理学家赫胥尔发现红外辐射现象：自然界中一切温度高于绝对零度（-273℃）的物体，每时每刻都会辐射出红外线。红外辐射的物理本质是热辐射，是一种由热运动产生、以电磁波形式传递的能量，辐射强度由物体的温度和表面的辐射率决定。根据这一原理，可以对物体辐射的红外能量进行采集、量化，然后根据量化结果计算出物体温度。 cLc安检之家

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红外探测器是一种能对红外辐射信号进行量化的设备，是整个红外测温技术的核心，主要用于采集红外辐射信号并量化，其核心部件是红外焦平面阵列（FPA）。 FPA采集到强弱不等的红外辐射信号后，将其转换为电信号，再经过电压放大、A/D转换等处理，可将FPA 上每个像素点的能量信息，量化为一个14位的数字，称为AD值。 在不考虑非均匀性的前提下，由于 FPA 采集的红外信号强弱不等，最终量化出的 AD 值也不同。 因此，可将不同的 AD 值对应到不同的温度，得到一个 AD 值/温度映射表---温度曲线。 测温时，根据某点的 AD 值，在温度曲线上找到该 AD 值对应的温度，即为该点的实际温度，见图 1。 cLc安检之家

假设测温对象的实际温度为T0，FPA采集、量化测温对象的红外辐射能量，得到AD值；通过在温度曲线，查找AD对应的温度T1，即为测温结果（图 2）。 理想情况下，T0=T1。 实际情况下，T0 与 T1 之间会存在偏差，通过改进模型、修正算法，可以使偏差接近于 0。 cLc安检之家

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在理想测温模型中， 被测对象 AD 值与温度直接映射，形成温度曲线。 在实际测温过程中，红外探测器开始工作后， 内部产生的热量会导致快门和镜筒温度逐渐升高。快门温度升高会造成补偿时本底温度增加，即 B 值增大；镜筒温度升高会增加对探测器的热辐射，即X值的增大（图 3）。这两个因素都会导致温度测量的不准确，为保证测温的准确性，需要进行温漂校正。 cLc安检之家

为保证测温准确性，引入一个参考对象———黑体，通常，黑体的温度是一个已知量。 另外，温度曲线不是被测对象 AD 值与温度直接的直接映射，而是由被测对象AD与红外探测器本底 AD 的差值，映射到温度。假设黑体 AD 与本底 AD 的差值为△AD1，被测对象AD与本底AD的差值为△AD2，已知黑体温度为定植 T2，则测温过程如图 4所示： cLc安检之家

第一步：探测器测出△AD1、△AD2； cLc安检之家

第二步：计算△AD = △AD2 - △AD1； cLc安检之家

第三步：根据 T0，确定 AD1 在温度曲线上的坐标点 P1；