额温枪“犯傻”！科学家解释：测不准怎么办

曾经不显眼的红外温度计，尤其是前端温度枪，在面对这一突发疫情时，已经在整个市场上流行起来。原本一台不到100元的设备，现在价格已经翻了好几倍，还一直缺货。

与此同时，在进入或离开居民区、超市、单位等公共场所时，遭到东方一枪、西方一枪攻击的网民纷纷抱怨。温度计测量的要么是高温，要么是极低的温度，有些甚至可以精确到7到8倍。

温度计的尴尬有什么解决办法吗？

环境决定温度测量的准确性

红外测温仪因其非接触性和测量时间短，被广泛应用于公共场所对发热者进行筛查。目前，常见的非接触式红外温度计除前额温度计外，还包括耳温计和红外热像仪。他们背后的温度测量原理是一样的。

中国科学院半导体研究所的研究员杨楫解释说，任何温度的物体都有热辐射，这实际上是电磁波。红外辐射，也称为红外线或红外光，是电磁波之一。物体温度越高，红外辐射功率越大。相反，物体的温度越低，辐射功率越小。通过测量红外辐射的功率，红外温度计可以推断出人体的温度。

人体有两种温度:身体深处相对恒定且均匀的核心温度和皮肤表面附近的表面温度。耳温表测量耳朵中鼓膜的温度，这非常接近于肺动脉的温度，因此它被认为是人体深部温度的可靠指标。前额温度枪测量前额皮肤的温度。

如果在稳定的室内环境中消除设备质量，耳温枪和前额温枪的精度几乎相同。然而，耳温计的测量结果可以并入临床体征数据，但是额温计不能。

“原因很简单。皮肤表面温度容易受到外部环境的影响。背景环境温度的变化会改变人体表面的皮肤温度，从而影响测量的准确性。”中国科学院半导体研究所的研究员刘建国说。

与耳温枪和额温枪相比，红外热像仪一般适用于机场、火车站、地铁、商场等交通非常繁忙的场所，因为它能满足一定距离内的批量非感官监控和筛选的需要，具有最高的效率，当然也是价格最贵的。

其最根本的缺点是与前温枪一样，对复杂环境的适应性差，测量不准确刘建国说，如果你刚从空调车里走出来或者穿过寒冷的室外，他们的测试结果将会与人体的真实核心温度相差很大。

粗糙分类器

在复杂的环境下，是否建议一般机构使用耳温计来代替额温计？

在杨楫看来，一方面，耳朵温度计的成本高于前额温度计。另一方面，当使用耳温计测量时，它需要插入耳道。如果放置角度不正确且与耳膜不对齐，温度测量结果将直接受到影响。此外，为了避免交叉感染的风险，放置在耳道内的耳温计必须使用一次性橡胶套，这导致测量速度较慢。因此，它不适合在流行情况下进行快速筛查。

总的来说，许多测量员现在使用前额温度计来测量手腕。由于衣服的保护，手腕比裸露的前额更少受到环境的影响。另外，如果你从外面进入房间，你最好在测量前安静地等一会儿。刘建国认为，这些是目前相对可行的措施。

提高红外热像仪精度的方法是增加一个叫做“红外校准黑体”的部件。冀阳解释说，它相当于一个标准参考(37度)，可以在一定程度上校正仪器的温度测量误差。

但即便如此，当这种红外热像仪在室外或靠近有明显温差的入口时，黑体仍然无法从根本上消除背景环境的影响。

为此，冀阳坦言:“目前，我们可以把这些温度计当作一个粗略的分类器，根据显示的温度把人分为需要注意的人和不需要注意的人。它更像是一个“警告信号”。"

创新的算法可以消除干扰

然而，红外线温度计受到环境干扰的问题并不是不可克服的。

在新的冠状肺炎流行期间，刘建国团队紧急调整了数据处理方案，在传统的红外校准黑体上增加了创新的自校准算法，真正解决了红外热像仪在复杂环境下温度测量结果的自动校准问题。

事实上，同样的想法也可以应用于前额温度枪的设计。

刘建国指出，现有产品可以通过整体结构优化的方式在温度测量系统中建立数学模型，并通过软件算法对温度测量系统进行补偿，从而对测量结果进行校准。

该方法的应用前提是在传感器的输入和输出之间可以使用随机函数模型，环境温度是最重要的变量。

“红外温度计技术相对成熟，没有难以克服的技术瓶颈。但是，在过去，市场需求不是很大，应用场景也相对单一，主要是在室内，所以大多数产品设计没有考虑复杂的环境。”

刘建国表示，技术发展总是随着市场需求的变化而变化，未来调整产品设计路线并不困难。“只是当产品需求飙升，整个供应链跟不上时，企业和研究机构需要更多时间来完成整体模型和方案的优化。”