红外热像工作原理及红外探测器简介

新冠肺炎病毒可以通过咳嗽、呼吸形成的飞沫进行传播，所以 公共区域的疫情监控与防治成为遏制疫情的重要环节。时值春运， 机场枢纽、高铁站、客运站等场所客流量大、人员密集，人流疫情 初检工作意义重大。新冠肺炎患者症状表现主要呈现发热、咳嗽、 呼吸困难和乏力等症状，所以体温筛检成为公共区域疫情监测的主 要手段之一。

从目前调研情况来看，公共区域的体温筛检设备以非接触式设备为主，包括移动式筛检系统、固定式筛检系统以及手持 式筛检设备等。相较于传统的接触式体温筛检设备(体温计等)， 非接触式设备可以依托红外线强度对目标体进行在线温度监测，实现高效快速筛检过往人群，筛检效率大幅提升。

红外线又称红外热辐射，波长在 0.76 至 1,000 微米之间，波长介于微波与可见光。红外线能量的大小与物体表面的温度和材料特 性直接相关，温度越高，红外线能量就越大。

红外筛检仪通过物体发出的红外辐射能量大小来确定物体的温度。

简单来说，红外体温筛检分三步进行：

第一步是利用对红外辐射敏感的红外探测器把红外辐射转变为微弱电信号，该信号的大小可以反映出红外辐射的强弱;

第二步是利用后续电路将微弱的电信号进行放大和处理，从而清晰地采集到目标物体温度分布情况;

第三步是通过图像处理软件对上述放大后的电信号进行处理，得到电子视频信号，电视显像系统将反映目标红外辐射分布的电子视频信号在屏幕上显示出来，得到可见图像。

红外筛检系统可以分解为芯片、探测器、机芯和整机几部分。红外 MEMS 芯片是红外成像系统的核心元件，处于整个红外成像产业链的最上游。红外 MEMS 芯片将红外光学系统采集的红外光信号集聚到探测器中，并通过 IC 和 MEMS 系统将红外光信号转换为微弱电信号输出。

红外探测器的设计、生产及研发涉及到材料、集成电路设计、制冷和封装等多个学科，技术难度大，目前全球仅有美国、法国、以色列、中国等少数国家能够掌握非制冷红外探测器核心技术。

机芯由探测器及带有公算法的图像处理电路组成，机芯的工作原理是将探测器输出的微弱电信号进行处理以及数字化采样，通过算法对数字化后的信号进行图像和温度定量的处理，最终将目标物体温度分布图转化为视频图像。整机是由红外光学系统、机芯、智能处理电路、电池、外壳、显示屏等组成的完整系统。