紅外熱成像儀在武漢新型冠狀病毒肺炎中的應(yīng)用

紅外熱像儀測(cè)溫是什么原理：
       大自然中，一切高于絕對(duì)零度（零下273攝氏度）的物體都會(huì)輻射出電磁波，也就是“熱紅外線”。雖然人眼看不到，但幾乎所有生物體都會(huì)時(shí)時(shí)刻刻發(fā)射出這種紅外線。這個(gè)時(shí)候，我們?nèi)绻锰刂频募t外探測(cè)器，就能捕捉到這種電波，并轉(zhuǎn)化成人眼可見(jiàn)的紅外熱圖像。
       很明顯，我們?nèi)梭w不同的部位都有不同的溫度。譬如在冬天，你的手腳可能相對(duì)會(huì)更冰涼一些，而頭部溫度也相對(duì)高于四肢與腰部。因此，在紅外線的照射下，由于不同位置輻射的強(qiáng)度不一樣，人體各個(gè)部位的輪廓、人與人之間相同部位的溫度差異，也能清晰地呈現(xiàn)在畫(huà)面上。

與其他測(cè)溫方式相比，用熱紅外線進(jìn)行測(cè)溫的好處就是“直觀”、“非接觸”以及“24小時(shí)不間斷工作”。

       你可以通過(guò)一張畫(huà)面上呈現(xiàn)出的不同顏色，直接判斷究竟誰(shuí)才是“發(fā)熱點(diǎn)”，還能計(jì)算出處于同一區(qū)域的兩個(gè)相同“發(fā)熱點(diǎn)”之間的溫差大概是多少。比起市面上的“額溫槍”“耳溫槍”，熱成像測(cè)溫就像是“在人群中多看了你一眼，然后你的體溫就被記錄下來(lái)了”，既不用機(jī)器接觸，也沒(méi)有人工干預(yù)。換句話說(shuō)，這種“非接觸式”檢測(cè)能夠在很大程度上降低接觸性傳染的概率，因此在醫(yī)療領(lǐng)域，特別是對(duì)疾病的分析診斷具有重要意義。
       此外，由于“可見(jiàn)光”完全影響不了紅外線的發(fā)射，霧霾也不會(huì)對(duì)紅外波長(zhǎng)產(chǎn)生影響，所以理論上，這類儀器既可以白天黑夜不停歇作業(yè)，也可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測(cè)。也就是說(shuō)，一套紅外測(cè)試儀能夠在一定范圍內(nèi)，迅速找到溫度異常人士，這也是國(guó)內(nèi)很多大型機(jī)場(chǎng)與火車(chē)站在近年來(lái)陸續(xù)部署上相關(guān)的熱成像攝像頭的一個(gè)主要原因。

       從當(dāng)前武漢疫情的各項(xiàng)癥狀來(lái)看，雖然“發(fā)熱”并不是判斷感染武漢肺炎的最關(guān)鍵指標(biāo)，甚至有病例沒(méi)有發(fā)燒，但“發(fā)熱”這一癥狀，仍然是各基層醫(yī)院和特殊公共場(chǎng)所出入口（特別是缺少試劑盒情況下）用于初步判斷是否感染病毒的重要參考。
       體溫測(cè)試只是一個(gè)初步排查手段，可以把體溫異常的人員找出來(lái)做更進(jìn)一步檢查，而不是作為確診的唯一手段。南京儀信認(rèn)為公共場(chǎng)所的篩查需求，是“迅速”與“排除大多數(shù)”。因此，全國(guó)各城市人流最為密集的區(qū)域，包括機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站以及客運(yùn)站，對(duì)測(cè)溫產(chǎn)品的需求正在逐漸擴(kuò)大，你會(huì)在很多城市的高速公路以及地鐵出入口看到各類測(cè)溫產(chǎn)品。在人流量密集的地方部署紅外測(cè)溫儀器的明顯好處，是能夠進(jìn)行大面積篩查。這不是測(cè)量每個(gè)人的溫度，而是在一大群移動(dòng)的人群中把那些體溫高的人找出來(lái)。

紅外熱像儀測(cè)溫有什么局限性：
       雖然利用熱紅外成像技術(shù)可以讓我們輕松“檢測(cè)”出發(fā)熱點(diǎn)，但是它有一個(gè)非常明顯的缺陷——在熱紅外線“眼”中，同樣溫度的物體是歸為一類的。       簡(jiǎn)單一點(diǎn)兒解釋，假如小明與同伴小李手里的保溫杯都被檢測(cè)為38°，那么小明與拿著保溫杯的小李都得被扣下來(lái)。
       如果追究更加深層次的原因，首先便在于“不同物體的發(fā)射率”對(duì)溫度測(cè)量精度會(huì)產(chǎn)生很大的影響。這里的“發(fā)射率”，是由波長(zhǎng)、溫度、物體材料以及物體表面條件綜合決定的，要想獲得可靠的數(shù)據(jù)非常困難。       舉個(gè)例子，金屬的發(fā)射率通常較低，而且隨外部環(huán)境溫度的增加而增加，甚至當(dāng)表面形成氧化層時(shí)，還能成10倍增加；而非金屬的發(fā)射率則相對(duì)較高，受環(huán)境的影響相對(duì)較小。
       這也就能解釋，為何此前市面上很多紅外攝像頭對(duì)某一塊區(qū)域做溫度最高點(diǎn)的檢測(cè)，很容易受到物體發(fā)射率以及外界環(huán)境影響而出現(xiàn)誤報(bào)。因?yàn)榄h(huán)境因素是絕對(duì)不能忽視的。測(cè)量體溫有一套嚴(yán)格機(jī)制，要結(jié)合濕度、環(huán)境溫度以及距離才能保證準(zhǔn)確。環(huán)境溫度越接近甚至高于目標(biāo)溫度，不確定性就會(huì)越大。一般火車(chē)站和汽車(chē)站都鬧哄哄的，而且溫度比較高，所以很多公司的測(cè)溫儀精度并沒(méi)有很準(zhǔn)，一定有人數(shù)檢測(cè)上限。
       但是，僅從物體發(fā)射率來(lái)看，相對(duì)于金屬，人臉（或者說(shuō)人的皮膚），在中波紅外與長(zhǎng)波紅外的兩個(gè)波段范圍能夠吸收大量的入射能量，簡(jiǎn)單說(shuō)，就是發(fā)射率較高，受環(huán)境的影響相對(duì)較小。人體發(fā)出的熱輻射比較穩(wěn)定，在特定范圍內(nèi)，能夠與周?chē)h(huán)境進(jìn)行‘分割’。”所以，在當(dāng)前的武漢新型冠狀病毒的疫情中，紅外熱像儀對(duì)于“快遞”“大量”的篩查人群中的高溫人士仍具有相當(dāng)?shù)牟豢商娲浴?br />
附注：
[1]絕對(duì)零度：即熱力學(xué)的最低溫度—0開(kāi)爾文，約等于-273.15攝氏度。
[2]黑體：理論上假設(shè)存在的物質(zhì)，黑體能夠全部吸收所有外來(lái)的電磁波而不反射，其紅外線的發(fā)射率為100%(自身產(chǎn)生的紅外線100%向外輻射)
[3]發(fā)射率：指的是物體向外輻射能量的程度，黑體的發(fā)射率為1(向外輻射100%的能量)，自然界中的物體發(fā)射率小于1(小于100%)