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紅外熱像工作原理及紅外探測器簡介

2020-04-13 13:47:22 來源:睿創微納

[摘要] 紅外熱像工作原理及紅外探測器簡介。

      新冠肺炎病毒可以通過咳嗽、呼吸形成的飛沫進行傳播,所以 公共區域的疫情監控與防治成為遏制疫情的重要環節。時值春運, 機場樞紐、高鐵站、客運站等場所客流量大、人員密集,人流疫情 初檢工作意義重大。新冠肺炎患者癥狀表現主要呈現發熱、咳嗽、 呼吸困難和乏力等癥狀,所以體溫篩檢成為公共區域疫情監測的主 要手段之一。

       從目前調研情況來看,公共區域的體溫篩檢設備以非接觸式設備為主,包括移動式篩檢系統、固定式篩檢系統以及手持 式篩檢設備等。相較于傳統的接觸式體溫篩檢設備(體溫計等), 非接觸式設備可以依托紅外線強度對目標體進行在線溫度監測,實現高效快速篩檢過往人群,篩檢效率大幅提升。

      紅外線又稱紅外熱輻射,波長在 0.76 至 1,000 微米之間,波長介于微波與可見光。紅外線能量的大小與物體表面的溫度和材料特 性直接相關,溫度越高,紅外線能量就越大。

紅外線光譜分布.png

▲紅外線光譜分布 

  紅外篩檢儀通過物體發出的紅外輻射能量大小來確定物體的溫度。

紅外熱成像工作原理.png

▲紅外熱像工作原理


       簡單來說,紅外體溫篩檢分三步進行:

       第一步是利用對紅外輻射敏感的紅外探測器把紅外輻射轉變為微弱電信號,該信號的大小可以反映出紅外輻射的強弱;

       第二步是利用后續電路將微弱的電信號進行放大和處理,從而清晰地采集到目標物體溫度分布情況;

        第三步是通過圖像處理軟件對上述放大后的電信號進行處理,得到電子視頻信號,電視顯像系統將反映目標紅外輻射分布的電子視頻信號在屏幕上顯示出來,得到可見圖像。

  紅外篩檢系統可以分解為芯片、探測器、機芯和整機幾部分。紅外 MEMS 芯片是紅外成像系統的核心元件,處于整個紅外成像產業鏈的最上游。紅外 MEMS 芯片將紅外光學系統采集的紅外光信號集聚到探測器中,并通過 IC 和 MEMS 系統將紅外光信號轉換為微弱電信號輸出。

紅外篩檢設備拆解.png

紅外篩檢設備拆解 

紅外探測器簡介.png

紅外探測器簡介 

      紅外探測器的設計、生產及研發涉及到材料、集成電路設計、制冷和封裝等多個學科,技術難度大,目前全球僅有美國、法國、以色列、中國等少數國家能夠掌握非制冷紅外探測器核心技術。

      機芯由探測器及帶有公算法的圖像處理電路組成,機芯的工作原理是將探測器輸出的微弱電信號進行處理以及數字化采樣,通過算法對數字化后的信號進行圖像和溫度定量的處理,最終將目標物體溫度分布圖轉化為視頻圖像。整機是由紅外光學系統、機芯、智能處理電路、電池、外殼、顯示屏等組成的完整系統。

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[責任編輯:汪琴麗]

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