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带有热成像摄像头的智能手机可能成为方便的温度计

一种新型热传感器为智能手机集成热成像功能提供了选择。

作者:Meeri Kim
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图片来源:Ermolaeva Olga 84/Shutterstock

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(科学内幕)——由于 COVID-19 大流行,在进入医院、办公楼和机场等公共场所时,测量体温已成为一项常规操作。访客们一个接一个地缓慢通过检查点,工作人员用手持激光设备对每个人的前额进行扫描,以筛查发烧情况。

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为了加快这一过程,一些机构——包括美国国防部——已经升级到使用热成像摄像头,这使得建筑物入口车流更快,并增加了检查点工作人员与访客之间的社交距离。然而,热成像摄像头由于成本高昂,很大一部分原因是昂贵的冷却部件,因此尚未得到广泛应用。

韩国的研究人员开发了一种名为微测辐射热计的新型廉价热检测传感器,它可能通过集成到智能手机中,帮助提高热成像摄像头的可及性。新型微测辐射热计在 100 摄氏度(212 华氏度)及以上温度下都能准确运行,这一点很重要,因为智能手机组件需要能够承受加热和冷却的循环,而 85 摄氏度(185 华氏度)是其运行的最低要求。该研究于 5 月发表在《应用表面科学》杂志上。

最常用的非接触式温度计通过将所有温度高于绝对零度的物体发出的红外辐射转化为电能,并显示为华氏度或摄氏度的读数来工作。物体的温度越高,它发出的红外辐射就越多。照射在你前额的红色或绿色激光实际上只是为了将设备对准正确方向,对实际测量没有影响。

热成像摄像头由许多微测辐射热计组成,它们以一种不同且灵敏度高得多的方式检测温度,而非接触式温度计。红外辐射会加热一种特殊的探测器材料,导致通过该材料的电流发生变化。然后,这种变化会被转化为温度读数。

最常见的微测辐射热计只能在接近室温时工作,而在高温环境下,需要单独的冷却设备。Choi 和他的同事用一种更耐热的材料替代了传统的探测器材料,制造了一种二氧化钒薄膜,该薄膜从室温到 100 摄氏度(212 华氏度)都能显示出相同的电流变化。

他们还在微测辐射热计中加入了一种红外吸收器,该吸收器最大化了设备对红外辐射的吸收,并将灵敏度提高了三倍。在测试中,该微测辐射热计即使在 100 摄氏度下也能以每秒 100 帧的速度捕捉热图像,速度大约是传统传感器的三到四倍。

Teledyne Imaging(一家生产成像传感器的技术公司集团)的业务发展总监 Arnaud Crastes 指出,如今大多数微测辐射热计制造商提出的技术都能在 85 摄氏度等高温下工作。

基于廉价且能在高温下工作的微测辐射热计的热成像摄像头,可用于夜视、检测车辆中的危险、发现建筑物结构缺陷以及帮助消防员穿透烟雾。

研究作者、韩国科学技术研究所光电器件材料与器件中心(Center for Opto-Electronic Materials and Devices)的 Won Jun Choi 表示:“无冷却热成像仪最初是为军事应用开发的,例如远程测量军事物体或士兵的温度。但现在,许多其他类型的应用也是可能的。”

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此故事发布于 Inside Science。在此处阅读原文

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