新型冠狀病毒疫情使測(cè)溫產(chǎn)品的市場(chǎng)需求急速上升，紅外測(cè)溫儀和口罩一樣，成為防疫抗災(zāi)的重點(diǎn)管控醫(yī)療產(chǎn)品。紅外測(cè)溫儀，常見的市場(chǎng)名稱包括耳溫槍、額溫槍等，是一種常見的二類醫(yī)療設(shè)備。

隨著產(chǎn)量的劇增和應(yīng)用的增加，也有不少群眾在網(wǎng)上反映，一些場(chǎng)所使用的測(cè)溫儀測(cè)量不準(zhǔn)，這是什么原因？這方面問題應(yīng)該怎么解決？本文將從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度，對(duì)影響紅外測(cè)溫儀準(zhǔn)確性的因素進(jìn)行分析。

產(chǎn)品分類

體溫測(cè)量分為接觸式和非接觸式，接觸式的以負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻原理（NTC: negative temperature coefficient）為主，非接觸式的以紅外原理（IR: Infrared）為主：

表一：產(chǎn)品分類

紅外測(cè)溫儀產(chǎn)業(yè)鏈

圖一：中國(guó)紅外體溫檢測(cè)儀企業(yè)數(shù)量分布圖

我國(guó)的紅外測(cè)溫設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)主要集中在珠三角和長(zhǎng)三角，這也和整個(gè)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的地域分布高度重合。紅外測(cè)溫設(shè)備的上下游相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈如下所示：

圖二：紅外測(cè)溫設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈圖

從上游供應(yīng)鏈管理來看，影響紅外測(cè)溫設(shè)備準(zhǔn)確度最關(guān)鍵的因素有3個(gè)：紅外傳感器性能，光路系統(tǒng)，校準(zhǔn)系統(tǒng)。

注意：本文主要討論熱電堆原理的紅外檢測(cè)儀（耳溫槍、額溫槍），關(guān)于焦平面技術(shù)，請(qǐng)參考昆明物理研究所王憶鋒和黃江平老師的論文《紅外焦平面探測(cè)器陣列規(guī)格的發(fā)展》。

紅外傳感器性能

下面以市面上常見的安費(fèi)諾傳感器公司（ASTG）ZTP148-SR紅外熱電堆傳感器為例，來分析傳感器性能對(duì)測(cè)溫準(zhǔn)確性的影響。

ZTP148-SR紅外熱電堆傳感器結(jié)構(gòu)如下圖所示

圖三：紅外傳感器產(chǎn)品和結(jié)構(gòu)圖

下表是ZTP148-SR的參數(shù)表，里面的專業(yè)術(shù)語(yǔ)很多，大家可以找一些相關(guān)教科書做一個(gè)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，譬如電子工業(yè)出版社的《紅外物理與技術(shù)》，當(dāng)然也可以在后臺(tái)給小編留言，進(jìn)行更詳細(xì)的探討。在這里，小編和大家一起討論一個(gè)主要的參數(shù)---“噪聲電壓”。

表二：ZTP-148SR參數(shù)圖表

所謂噪聲電壓，就是這個(gè)傳感器自身的熱噪聲幅度，如果接受到的紅外信號(hào)比噪聲電壓還小，探測(cè)器就無法區(qū)分是噪聲還是信號(hào)了。一個(gè)好的紅外傳感器，至少要能夠區(qū)分0.03度的溫差對(duì)應(yīng)的紅外信號(hào)。

另外，還有一個(gè)隱藏參數(shù)也需要考慮，就是傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。長(zhǎng)期穩(wěn)定性無法在出廠時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，所以很多廠家都是通過老化模型進(jìn)行模擬，而安費(fèi)諾傳感器公司（ASTG）作為老牌紅外傳感器生產(chǎn)企業(yè)，使用的是直接法進(jìn)行評(píng)測(cè)，下圖是一批放置了5年（2013年~2018年）的傳感器的測(cè)試數(shù)據(jù)，可以看出：平均敏感度漂移在1%以下。

圖四：紅外傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性數(shù)據(jù)表

光路系統(tǒng)

圖五：光路系統(tǒng)圖

如圖所示，S為感溫面積，D是測(cè)溫槍到被測(cè)物體的距離；S是被測(cè)物體（高溫區(qū)域）的直徑。案例1（D1：S1），被測(cè)物體直徑大于測(cè)溫儀視場(chǎng)的直徑，可以準(zhǔn)確獲得被測(cè)物體的溫度，是最好的測(cè)溫方式。案例2（D2：S2），被測(cè)物體直徑等于測(cè)溫儀視場(chǎng)的直徑，理論上可以準(zhǔn)確獲得被測(cè)物體的溫度，但是很有可能受到干擾，不推薦。案例3（D3：S3），被測(cè)物體直徑小于測(cè)溫儀視場(chǎng)的直徑，受背景或周圍物體溫度的影響，難以準(zhǔn)確獲得被測(cè)物體的溫度，不推薦。測(cè)溫儀的DS比越高，測(cè)溫儀的視場(chǎng)就越小，能夠準(zhǔn)確捕捉到的目標(biāo)物體也就越小。

校準(zhǔn)系統(tǒng)

紅外人體測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)精度的要求（0.2度）比一般的工業(yè)測(cè)溫高（1~2度），所以出廠前的校準(zhǔn)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，下圖是一個(gè)典型的紅外人體測(cè)溫系統(tǒng)的校準(zhǔn)的過程，從圖中可以看出，一套高精度校準(zhǔn)設(shè)備非常重要，需要定期去國(guó)家計(jì)量檢測(cè)中心檢驗(yàn)標(biāo)定。

圖六:校準(zhǔn)系統(tǒng)

醫(yī)療設(shè)備認(rèn)證

最后，還需要提醒大家注意的一點(diǎn)是：人體測(cè)溫設(shè)備屬于二類醫(yī)療設(shè)備，銷售前需要取得國(guó)家食品藥品監(jiān)督局的注冊(cè)證，現(xiàn)在各大檢測(cè)機(jī)構(gòu)也在加班加點(diǎn)，指導(dǎo)企業(yè)規(guī)范生產(chǎn)流程，在提升產(chǎn)量的同時(shí)也要保證質(zhì)量。下面是2020年2月3日《呼和浩特晚報(bào)》的相關(guān)報(bào)道，也可以從另一個(gè)側(cè)面幫助大家了解國(guó)家對(duì)紅外測(cè)溫設(shè)備準(zhǔn)確度的重視程度（以下應(yīng)用自《呼和浩特晚報(bào)》）。

從前期自治區(qū)市場(chǎng)監(jiān)管局組織現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)校準(zhǔn)情況看，測(cè)溫儀存在問題主要有以下情況：

一是購(gòu)買產(chǎn)品不合格。有些使用單位通過網(wǎng)絡(luò)渠道購(gòu)買的人體紅外測(cè)溫儀不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量不可靠。人體紅外測(cè)溫儀屬二類醫(yī)療器械，建議消費(fèi)者到具有二類醫(yī)療器械經(jīng)銷資質(zhì)的正規(guī)商家購(gòu)買使用；

二是許多單位和消費(fèi)者使用前未進(jìn)行檢測(cè)校準(zhǔn)，也未進(jìn)行調(diào)試，容易產(chǎn)生測(cè)溫偏差；

三是操作人員不了解測(cè)溫儀性能，測(cè)溫儀對(duì)環(huán)境溫度等條件有一定要求，室外溫度過低時(shí)容易停機(jī)；