24 апреля, 2020

Тепловизор для измерения температуры тела человека

Тепловизионные системы человечество начало активно использовать в 60-е годы XX века. С развитием науки, техники ученые продолжали изучать тепловые процессы, акцентируя внимание в том числе на тех, что происходят в теле человека.
Таким образом в медицину пришел новый метод диагностики – инфракрасная термография.
Сейчас бесконтактное измерение температуры тела тепловизорами широко используется в медицинских целях. С их помощью проводится диагностика в целом ряде направлений медицины: онкологии, травматологии, эндокринологии, и многих других. Тепловизоры становятся все более нужными для людей.

Но самым животрепещущим в современном мире является использование тепловизионной техники с целью мониторинга распространения инфекционных заболеваний. Тепловизоры для замера температуры тела – устройства, использование которых позволяет эффективно отслеживать в общественных местах лиц с признаками острой фазы болезни.
Несложно представить, насколько полезен может быть медицинский тепловизор в аэропорту, на вокзале и в других местах с большой проходимостью людей.

Но для того, чтобы теплотелевизионный регистратор был действительно эффективен, он должен обладать определенными характеристиками:

высокая точность ± 0,3°С;
разрешающая способность от 384х288 точек;
оптическая система с широким углом обзора;
способность распознавания лиц;
легкость и удобство использования программного обеспечения;
небольшие габариты готового изделия.

Теперь расскажем подробно, для чего именно эти характеристики нужны.

Точность измерения

Тепловизор для измерения температуры тела человека, не имеющий высокой точности, бесполезен.
Разница между 36,6 и 37,2 – критическая по медицинским стандартам, а это всего лишь 0,6°С. В большинстве случаев она позволяет определить, здоровый перед нами человек или больной.

Поэтому точность бесконтактного измерения температуры должна быть ± 0,3°С.

Чтобы достигнуть настолько высокой точности измерения, необходимо использовать устройство, которое в инфракрасном спектре будет излучать эквивалент постоянной температуры. Именно с его помощью автоматически самокалибруется измерительный алгоритм стационарного теплотелевизионного регистратора.
Это устройство – модель абсолютно черного тела (АЧТ).

Если же тепловизор для измерения температуры не имеет элемента АЧТ, он не сможет продемонстрировать необходимую точность измерения.
Чтобы не терялась нужная точность измерения, АЧТ должно быть помещено в поле зрения теплотелевизионного регистратора постоянно или хотя бы с периодичностью раз в 1-1,5 часа работы.
Дело в том, что без калибровки точность измерения медицинского тепловизора падает. И происходит это из-за появления в поле зрения прибора объектов, температура которых значительно выше или ниже среднеизмеряемой.

Разрешающая способность и угол обзора

Для эффективной работы стационарного теплотелевизионного регистратора критически важен баланс между достаточным углом обзора и необходимым качеством изображения.
Поэтому оптическая система объектива должна соответствовать выбранному разрешению матрицы прибора.

Тепловизор, использующийся для целей эпидемконтроля, обычно требует зоны измерения 10-20 м². Оптимальным разрешением при этом является 384х288 точек. Нужно учитывать, что при меньшем разрешении качество изображения становится неудовлетворительным.
Кроме того, прибор для измерения температуры тела, использующий матрицу с разрешением ниже указанного, не сможет поддерживать требуемую точность измерения.

ПО и система распознавания лиц

Тепловизор для измерения температуры тела человека способен производить замер с любой доступной точки. Но оптимальным вариантом для бесконтактного измерения температуры является область лба, так как это наиболее удобная зона для наведения прибора.

Эффективный тепловизионный комплекс перед измерением температуры из всех излучающих объектов выделит именно людей. И осуществит поиск/распознавание лиц для того, чтобы снимать температурные показатели точно с заданной области.
Измерение температуры тела, проведенное в автоматическом режиме, позволяет использовать функцию тревожного сигнала, если замеры вышли за обозначенные границы. Работа оператора в этом случае становится существенно легче, как и его обучение.

Таким образом, обеспечить необходимые показатели сможет только прибор для измерения температуры тела, оснащенный АЧТ, разрешением не ниже 384х288 точек, точностью ± 0,3°С, оптической системой с широким углом обзора, специальным ПО. Габариты и вес прибора не должны быть чрезмерными для удобства его практического использования.

Тепловизионная система ISMTB-ZS-315

Тепловизионная система ISMTB-ZS-315 от компании «Лазерные компоненты» была разработана специально для мониторинга и предотвращения распространения инфекционных заболеваний.

В состав системы входит:

full-HD камера (частота кадров 50 Гц, с одинаковыми полями зрения – что значимо улучшает качество изображения в сравнении с конкурентами);
тепловизор для измерения температуры с чувствительной матрицей (384х288/17мкм чувствительность до 0.05 °С, точность до ±0.3 °С);
блок питания в компактном корпусе со степенью защиты IP65 (защита не только от пыли, но и от воды, текущей потоком с любой стороны);
АЧТ (для самокалибровки и стабильной точности);
штатив и кронштейны для стационарного крепления прибора.

Преимущества тепловизионной системы ISMTB-ZS-315

Система ISMTB-ZS-315 комплектуется специализированным ПО, которое обеспечивает поддержку стандартных протоколов ONVIF. Последнее позволяет подключать прибор к любому ПК или ноутбуку и активировать управляющую программу и настройки камеры автоматически.
Кроме того, подключение производится через интерфейс самонастраивающегося порта Ethrnet RJ45 (обычный сетевой штекер витой пары локальной сети). Оно может быть выполнено любым неквалифицированным техником после простого инструктажа.
Также функционал ПО включает в себя возможность умного обнаружения и определения лиц. Это необходимо для правильного замера температуры тела в строго определенной области и отслеживания людей, у которых она повышена.
Присутствует возможность отслеживания 3-х пороговых значений температуры одновременно: нормальная, повышенная и промежуточная – выше нормы, но не достигшая значения высокой.
Можно осуществлять мониторинг как самостоятельно в режиме реального времени, так и используя функцию тревожного сигнала. В последнем случае оповещение оператору тепловизора для эпидемконтроля подается только в случае получения замеров, превышающих заданные параметры.
Использование данной функции снижает трудозатраты, дает возможность контролировать одновременно большее количество систем, плюс ко всему облегчает их настройку и мониторинг.
В случае необходимости можно связать тревожный сигнал с, например, блокировкой турникета и/или подачей оповещения на внешнюю сигнализацию.
Данная система способна проводить бесконтактное измерение температуры у больших потоков людей. Она отслеживает одновременно до 30 объектов (без перекрытия) в режиме 24/7. Расстояние от 3-х до 6-ти метров со стандартным объективом, большие дистанции опционально.
Если функция теплотелевизионного регистратора временно не нужна, прибор можно эксплуатировать как обычную камеру наблюдения в стандартном или ночном режимах.
Система предусматривает автоматическую запись и обработку журнала событий.
Теплотелевизионная система– компактный прибор. Ее можно использовать как стационарно, так и в качестве портативного комплекса.

Тепловизионная система ISMTB-ZS-315 может использоваться в:

торговых центрах;
общественном транспорте;
аэропортах, на ж/д, авто и морвокзалах;
в школах, колледжах, университетах;
на проходных бизнес-центров, заводов и других предприятий;
в отделениях банков с высокой проходимостью;
в медицинских учреждениях;
в спортивно-развлекательных комплексах.

Основные характеристики в таблице

Состав комплекса	Видеокамера+тепловизор в едином корпусе с блоком питания, АЧТ, ПО, совместимое с Windows, штативы, кронштейны
Технические характеристики тепловизора
Тип ИК-приемника	Неохлаждаемая микроболометрическая матрица из аморфного кремния
Разрешение / размер пикселя	384×288/17 мкм
Чувствительность (NETD)	≤50 мК при 300 K с объективом c F#1.0
Частота кадров	50 Гц
Спектральный диапазон	8~14 мкм
Фокусное расстояние объектива	Стандартное исполнение: 9.6 мм (37.6°×28.6°);
Фокусное расстояние объектива	По выбору заказчика: 6.6 мм,10 мм, 19 мм, 25 мм
Тип объектива	Атермальный
Интеллектуальные функции	Умное обнаружение, определение лиц, отслеживание объекта с повышенной температурой тела
Оповещение	Три пороговых значения допустимой температуры одновременно, аналоговый канал оповещения (звук, реле), возможность автозаписи изображений/видео
Журнал событий	Автоматическая запись и обработка журнала событий
Технические характеристики камеры видимого спектра
Разрешение видео	1920×1080
Технические характеристики АЧТ
Стабильность температуры	≤ ±0.2 °С
Параметры измерений температуры
Стандартный диапазон измеряемых температур	+20 °С ~ +50 °С
Точность измерения	±0.3 °С
Коррекция температуры	По встроенному затвору и внешнему АЧТ, автоматическая
Кожух и интерфейсы
Степень защиты IP	IP65
Интерфейс видеовыхода и управления	1 RJ45 10M/100M/1000M Ethernet, 1 вход/1 выход (DC12В, реле сухой контакт)
Разъем питания	Отдельный
Условия работы
Рабочая температура	0 °С ~ +30 °С (точность выше при работе при +16 °С ~ +30 °С)
Температура хранения	-20 °С ~ +60 °С (стандарт)

Особенности тепловизионной системы ISMTB-ZS-315

Тепловизор 384х288/17мкм и Full-HD камера с разрешением 1920х1080 с одинаковыми полями зрения, что существенно улучшает качество изображения по сравнению с конкурентами с разрешением тепловизора 160x
Чувствительность тепловизора: менее 50 мК при 300 К с объективом с F#1.0.
Точность измерения температуры +0.3°С, достигается за счет использования МАЧТ в поле зрения тепловизора.
Дистанция работы 3-6 м (со стандартным объективом). Существует возможность выбора объектива (6,6мм; 10мм; 19мм; 25мм) для достижения наилучших показателей точности измерения и поля зрения.
Измерение температуры до 30 объектов в поле зрения одновременно.
Умное обнаружение и определение лиц, отслеживание объекта с повышенной температурой тела.
Интегрированный модуль оповещения о повышении температуры.
Три пороговых значения допустимой температуры одновременно.
Поддержка стандартных протоколов ONVIF.
Интерфейс видеовыхода и управления – самонастраивающийся порт Ethrnet (RJ45) для легкого подключения и администрирования.
Малые габаритные размеры.