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智能人體測溫熱像儀計量技術(shù)問(wèn)題解答

資料來(lái)源:計量論壇


 

問(wèn) 題 列 表

1.校準模式進(jìn)入方法
2.熱像篩檢是否要求摘口罩
3.熱像篩檢儀示值超過(guò)最大允許誤差還是否可用
4.熱像篩檢儀示值波動(dòng)多大不合格
5.允許使用的環(huán)境溫度范圍
6.能否提供統一修正數值?可否建議現場(chǎng)采用以一組人確定體溫修正值的實(shí)用方法,應用中是否以2-3小時(shí)為修正值調整周期。
7.希望推薦質(zhì)量好的產(chǎn)品/通過(guò)型評的產(chǎn)品目錄
8.紅外耳溫計的檢定規程發(fā)布后,國家計量院研制的BF50B和BF50C還可以用嗎?
9.引起熱像篩檢儀示值波動(dòng)大的一個(gè)原因與解決方案
10.校準模式與體溫模式的測量示值之間是什么關(guān)系?
11.確定校準模式下的示值誤差的作用是什么?該示值誤差能用于體溫模式的示值修正嗎?
12.如果額溫計或篩檢儀沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的校準模式,廠(chǎng)家告知發(fā)熱報警溫度為37.5℃時(shí)的額溫到體溫的修正值為2.4℃,檢測時(shí)作為標準器的黑體輻射源溫度應設置為多少?
13.現在額溫計主要用于發(fā)燒報警篩查,是否應該針對報警點(diǎn)進(jìn)行檢測?
14.體溫模式和校準模式之間的函數關(guān)系是否存在一個(gè)通用公式,還是廠(chǎng)家各自為政?
15.校準模式測量準確,體溫模式就一定準確嗎?不同設備的校準模式準確的話(huà)體溫模式報警溫度也準確嗎?
16.能否提供或研究得出通用的校準模式到體溫模式的轉換關(guān)系?
17.能否研制能模仿設定體溫和不同環(huán)境條件下人的體表溫度的輻射源,作為紅外篩檢儀校準的標準器,而不必考慮校準模式問(wèn)題
18.關(guān)于熱像篩檢儀的均勻性
1)均勻性為多少符合要求?
2)均勻性現在只做了左中右三個(gè)位置,而且測試時(shí)我們的標準黑體都放在被測熱像儀參考黑體下方。是否還需做該參考黑體到熱像儀之間的均勻性?
3)如果均勻性不好,有無(wú)可能是他們熱像儀裝的位置不合適,而不是熱像儀本身的問(wèn)題?
19.影響額溫計測量準確度的因素
20.為什么校準模式進(jìn)行誤差修正后,對測量模式示值沒(méi)有影響?
21.為什么有些額溫計(或篩檢儀)改變校準模式修正值后,體溫測量結果沒(méi)有明顯變化?
22.如何校準不知道進(jìn)入校準模式方法的額溫計(或篩檢儀)?
23.為什么對紅外額溫計或篩檢儀一定在校準模式下校準?為什么校準模式下的準確度會(huì )不同于體溫示值準確度?
24.對問(wèn)題23,可以理解為校準模式是設備傳感器的直接測量的,它的量值是可以溯源的,而轉換為體溫估計利用了一個(gè)統計規律,不同廠(chǎng)家各不相同,它并不具有溯源性,可以這樣理解嗎?
25.結合問(wèn)題24,就會(huì )出現這樣一個(gè)問(wèn)題,就是如果一臺設備校準模式下符合要求,但實(shí)際體溫模式測量并不準確(目前現在市場(chǎng)上種類(lèi)繁多質(zhì)量良莠不齊的體溫計,這種情況并不少見(jiàn))??墒菍τ谑褂每蛻?hù)來(lái)說(shuō),他們并不懂這些專(zhuān)業(yè)問(wèn)題,只是想通過(guò)送檢來(lái)確定設備是否可用(單純的校準模式是否符合要求可能并不是他們所關(guān)心的),他們拿著(zhù)的這臺設備符合計量要求,可是實(shí)際體溫測量并不準確。紅外體溫計的校準方法是否可以改進(jìn),或者紅外體溫計并不適合傳統意義上的檢定校準,有沒(méi)有其他方式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題呢?
26.與問(wèn)題16類(lèi)似,我們或廠(chǎng)家如果對更大的人群樣本和更寬的環(huán)境條件下獲得統計修正關(guān)系,能夠解決這類(lèi)基于額溫測量的體溫統計估計不準的問(wèn)題嗎?
27.利用飛速發(fā)展的人工智能和大數據,這類(lèi)基于統計規律的技術(shù),能改善目前的體溫篩查準確水平嗎?
28.為什么有些型號的額溫計的校準結果對測量距離很敏感,或者用不同黑體輻射源得到明顯不同的校準校準?
29.存在問(wèn)題28所述現象時(shí)如何解決?
30.中國計量科學(xué)研究院發(fā)布的“體溫篩檢用紅外額溫計準確度臨時(shí)核查方法”的核查原理和特點(diǎn)是什么?
31.如何在網(wǎng)上查看臨時(shí)核查方法的更新版本?
32.臨時(shí)核查方法所確定的體溫誤差能判定額溫計合格與否嗎?
33.臨時(shí)核查方法中的所需的10~6名體溫正常人員如何隨機選擇,需要根據體溫計測量結果確定的嗎?
34.臨時(shí)核查方法中比較組的作用是什么?
35.臨時(shí)核查方法為什么要從初選出的約10人中確定2人的比較組?

 

對上述技術(shù)問(wèn)題的建議和說(shuō)明
 


1 校準模式進(jìn)入方法
詳見(jiàn)紅外體溫計校準模式設置方法匯總。該文件隨時(shí)更新,請查閱最新版。底部閱讀原文查詢(xún)。
 
2 熱像篩檢是否要求摘口罩
         為了平衡傳染風(fēng)險和漏報風(fēng)險,現在的體溫紅外熱像篩檢應用,將快速篩檢放在較優(yōu)先的地位。篩檢時(shí)測量視場(chǎng)大、測量距離較遠,導致測量時(shí)被測人員臉部對應的探測器像元數較少。為了減少測量噪聲影響,常采取多像元測量值空間平均和多幀圖像時(shí)間平均的措施。為了讓被測人群快速通過(guò),一般并未對被測人員提出前額無(wú)頭發(fā)遮擋、摘眼鏡和摘口罩以的要求。面部遮擋可能使篩檢無(wú)效。
       建議要求前額無(wú)頭發(fā)遮擋,摘眼鏡(不包括隱形眼鏡)和面部正對熱像儀。
是否要求摘口罩,需針對典體情況具體分析。遠距低像元情形不得不摘。如能保持較近距篩檢,可能不需要。該問(wèn)題與現場(chǎng)測量?jì)x器和篩檢應用條件有關(guān),建議針對各地具體條件做些驗證試驗。
 
3 熱像篩檢儀示值超過(guò)最大允許誤差還是否可用
     國家標準規定其最大允許誤差為±0.4℃??紤]到出廠(chǎng)后的熱像儀漂移,以及新型熱像篩檢儀都配有現場(chǎng)實(shí)時(shí)校準用的面黑體輻射源,可內部校準亮度溫度測量結果,計量部門(mén)的現場(chǎng)校準的主要目的是保證其亮度溫度測量的溯源性和長(cháng)期穩定性。
對于不顯著(zhù)的亮度溫度測量示值超差,應該是可用的。但應更關(guān)注篩檢儀不同校準之間的示值誤差變化,考察其長(cháng)期穩定性和是否需要縮短校準周期。個(gè)別長(cháng)期穩定性明顯差的篩檢儀,應建議使用單位進(jìn)行維修或更換。
 
4 熱像篩檢儀示值波動(dòng)多大不合格
     標準中沒(méi)有此項規定,不作為合格判定項目??紤]到最大允許誤差為±0.4℃,測穩定輻射源時(shí)的測量重復性(示值波動(dòng)標準偏差的兩倍)一般應不超過(guò)0.4℃(不是±0.4℃)。
從技術(shù)上講,示值的重復性還與熱像篩檢儀的設置有關(guān)。其取平均像元總數對應的被測目標尺度應小于被測人員額頭高度,并且取平均的幀數不明顯影響對行進(jìn)人群動(dòng)態(tài)測量的實(shí)時(shí)性。
目前在用的大多數內置實(shí)時(shí)校準黑體的熱像篩檢儀正常情況下都滿(mǎn)足此性能。示值波動(dòng)較大的多為早期生產(chǎn)的熱像篩檢儀。
目前處于非常時(shí)期,使用單位可能沒(méi)有備用篩檢儀,對測量重復性超過(guò)0.4℃的熱像篩檢儀,建議使用單位及時(shí)維修或適時(shí)更換。
 
5 允許使用的環(huán)境溫度范圍
對耳溫計,環(huán)境溫度至少覆蓋16-35℃,超出后可能只是增加儀器誤差。對額溫計和熱像篩檢儀,環(huán)境溫度過(guò)低不僅是影響篩檢儀測黑體的準確性,更大的問(wèn)題是使人的額溫變得更低且不同人之間的差異更大,使體溫推測水平顯著(zhù)下降或基本上失靈。應盡量保證篩檢現場(chǎng)為室內,并且環(huán)境溫度不超過(guò)上述溫度范圍。
 
6 能否提供統一修正數值?可否建議現場(chǎng)采用以一組人確定體溫修正值的實(shí)用方法,應用中是否以2-3小時(shí)為修正值調整周期
         鑒于不同篩檢儀的人臉測量部位和大小的不確定性以及不同現場(chǎng)條件對人群的影響不同,目前尚無(wú)法給出統一的亮度溫度到體溫的統一統計修正數據。
         在體溫紅外篩查口岸,以一組人確定體溫修正值應該是較廣泛采用的實(shí)用方法。各地的現場(chǎng)環(huán)境條件差異大,各地應根據現場(chǎng)條件和應用效果摸索修正的規律。
         需要說(shuō)明的是,體溫修正值和計量部門(mén)所做的亮度溫度校準處理的是熱像篩檢儀的兩個(gè)不同環(huán)節。校準是讓熱像儀測量黑體的溫度(人臉某部位亮度溫度)準確,而體溫修正是根據亮度溫度和應用條件根據人的統計規律推測體溫。亮度溫度校準將保證同一現場(chǎng)條件下的篩檢儀可以使用相同修正數據,也便于探索不同條件下統一的體溫修正規律。
 
7 希望推薦質(zhì)量好的產(chǎn)品/通過(guò)型評的產(chǎn)品目錄
屬于管理問(wèn)題,不是技術(shù)問(wèn)題范疇,應有其他途徑解決。
 
8 紅外耳溫計的檢定規程發(fā)布后,國家計量院研制的BF50B和BF50C還可以用嗎?
新發(fā)布的
JJG1164-2019《紅外耳溫計檢定規程》提高了對耳溫計黑體的要求。
國家計量院研制的BF50C(使用耳溫計校準附件)的性能略低于新規程推薦的耳溫計黑體,但滿(mǎn)足
JJF 1107-2003 《測量人體溫度的紅外溫度計校準規范》的要求,仍可用于額溫計和篩檢儀的校準。
如果依據JJG1164-2019《紅外耳溫計檢定規程》開(kāi)展耳溫計檢定校準或建標,建議按新規程配置符合要求的耳溫計黑體輻射源。
 
9 引起熱像篩檢儀示值波動(dòng)大的一個(gè)原因與解決方案
(廣東院)遇到一臺波動(dòng)較大的設備,判斷可能為參考黑體的控溫出現了問(wèn)題。換上后,測溫示值就不怎么波動(dòng)了。如果遇到波動(dòng)大的情況不妨也看看黑體能否穩定。
 
10校準模式與體溫模式的測量示值之間是什么關(guān)系?
校準模式是用于校準或檢定紅外體溫計的一種特殊顯示測量和顯示方式。在此模式下,體溫計顯示對黑體溫度(也稱(chēng)為亮度溫度或輻射溫度)的測量結果。當被測物為黑體時(shí),根據測量原理,體溫計示值應為黑體的溫度。如果校準模式下的示值偏離黑體輻射源的溫度,則示值誤差(=校準模式示值-黑體溫度)稱(chēng)為實(shí)驗室誤差。
體溫模式測量示值是在校準模式示值基礎上,加上必要的統計修正值而得,即
體溫示值=校準模式值+與人有關(guān)的修正值
紅外體溫計的人體測量部位的亮度溫度(校準模式值)是實(shí)測的,而修正值是一定環(huán)境條件下根據某一典型人群的統計規律確定的,并非某一被測個(gè)人的實(shí)際特性。
對于額溫計和熱像篩檢儀,由于不同人的體表溫度與體溫之差的差異較大,所以體溫是實(shí)際測量額頭亮度溫度后根據統計規律推測的體溫,不同人的實(shí)際體溫與推測值有較明顯的分散性。因此,它們多應用于快速發(fā)熱篩檢的第一道粗篩環(huán)節,其報警設定值需要留有較大余量。
 
  具體到紅外耳溫計、額溫計和熱像篩檢儀,它們的體溫模式與校準模式的量值關(guān)系為:
1)以耳溫計為例,其耳溫模式
耳溫=耳腔亮度溫度(校準模式值)+與人有關(guān)的修正值。
其口腔溫度模式

口腔溫度=耳溫+耳溫到口腔溫度的修正值
=(校準模式值+可能的耳溫修正值)+耳溫到口腔溫度的修正值
耳溫指鼓膜溫度時(shí),耳溫修正值為對耳腔發(fā)射率和耳腔溫度分布偏離鼓膜溫度的綜合影響的修正。有的耳溫計測量耳溫時(shí)的修正值為零,即默認耳溫=耳腔亮度溫度。
2)對于
額溫計,其額溫模式(如果有)為
額溫=額頭皮膚亮度溫度(校準模式值)+亮度溫度到額頭皮膚溫度修正值
額溫計的體溫模式(常為腋下溫度或口腔溫度)
體溫=額溫+額溫到體溫的修正值=校準模式值+與人有關(guān)的綜合修正值
3)熱像篩檢儀的測量模式與額溫計類(lèi)似。其差異主要是測量部位有一定不確定性。不同型號和不同應用的篩檢儀設置下,測量部位的位置和大小可能有較大差異。
 
11 確定校準模式下的示值誤差的作用是什么?該示值誤差能用于體溫模式的示值修正嗎?
對于紅外額溫計和耳溫計,確定校準模式下的示值誤差的主要用于判斷體溫計是否滿(mǎn)足最大允許誤差的要求。而對于紅外熱像篩檢儀,校準模式下的示值誤差主要用于修正和長(cháng)期穩定性評價(jià)。
 
由問(wèn)題10關(guān)于紅外體溫計測量模式的原理可知,體溫=校準模式值+綜合修正值。當校準模式存在示值誤差時(shí),如果可設定校準模式的修正值(= -示值誤差),則可修正校準模式示值誤差對體溫測量的影響:
 
修正后的體溫示值=(校準模式示值+校準模式修正值)+ 綜合修正值
如果校準模式的示值誤差超出最大允許誤差,但校準周期下的長(cháng)期穩定性良好,可按上述原理進(jìn)行示值誤差修正。
紅外耳溫計通常沒(méi)有對校準模式下的示值誤差的修正功能。但是其綜合修正值基本上為常數,可認為其綜合修正值= -校準模式示值誤差,即
 
修正后的體溫 = 修正前的體溫示值-校準模式示值誤差
對于沒(méi)有對校準模式下示值誤差修正功能的紅外額溫計,如果已知其綜合修正值為常數,則也可用上式修正。
但是,通常額溫計的體表溫度到體溫的統計轉換關(guān)系是較復雜的體溫計內部函數,與體溫和環(huán)境條件有關(guān),并非恒定常數。在這種情況下,如果沒(méi)有對校準模式下示值誤差修正功能,則校準模式的已知示值誤差無(wú)法進(jìn)行修正,則不應再使用這種超差的額溫計。
 
12 如果額溫計或篩檢儀沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的校準模式,廠(chǎng)家告知發(fā)熱報警溫度為37.5℃時(shí)的額溫到體溫的修正值為2.4℃,檢測時(shí)作為標準器的黑體輻射源溫度應設置為多少?
由問(wèn)題10可知,體溫=校準模式值+與人有關(guān)的綜合修正值,體溫示值為37.5℃時(shí)的校準模式值應該為37.5℃-2.4℃=35.1℃,即黑體輻射源的亮度溫度應設定為35.1℃。
  對于不報警時(shí)不顯示體溫示值的篩檢儀,考慮到示值誤差不為0的情況,需要在適當低于35.1℃的設定值下以0.1℃為步距逐步增加設定值,直至報警。則
報警設定體溫誤差=最低報警體溫示值-37.5℃=報警最低黑體溫度-35.1
 
13 現在額溫計主要用于發(fā)燒報警篩查,是否應該針對報警點(diǎn)進(jìn)行檢測?
是的。作為發(fā)熱篩檢儀專(zhuān)用的額溫計,只針對報警點(diǎn)檢測即可。方法見(jiàn)問(wèn)題12。
 
14 體溫模式和校準模式之間的函數關(guān)系是否存在一個(gè)通用公式,還是廠(chǎng)家各自為政?
沒(méi)有通用或統一公式,由廠(chǎng)商自定或選擇。
因為這一體溫和體表溫度之間的轉換關(guān)系反映的是人的特性,計量司也未管控,而且食藥監也未管控。因此,紅外體溫計校準模式測黑體溫度(亮度溫度)是溯源的,但關(guān)鍵的體表溫度到體溫的轉換關(guān)系未被管控。
耳溫計該問(wèn)題不大,額溫計等測量體表部位的儀器,不同產(chǎn)品之間差異就較大。
從測量原理上講,額溫計未實(shí)測體溫,不屬于真正的體溫計,多應用于快速發(fā)熱篩檢的第一道粗篩環(huán)節。
 
15 校準模式測量準確,體溫模式就一定準確嗎?不同設備的校準模式準確的話(huà)體溫模式報警溫度也準確嗎?
  對于耳溫計,基本上可以認為準模式測量準確,體溫模式就準確。因為從校準模式值到體溫模式引入的轉換值通常很小。存在的疑問(wèn)是不同耳溫計所測量的耳溫的定義有所不同,或在一定程度上是模糊的。就像說(shuō)到體溫,不同人體部位的體溫也有一定差異,如口腔溫度,耳溫和(模擬體內溫度的)腋下溫度。
    對于測量體表部位的額溫計或篩檢儀,由于各自采用的校準模式值到體溫模式引入的轉換值不同而且數值較大,其溯源性和所依據的統計樣本的適用性也不明確,體溫模式的測量準確程度在一定程度上存在疑問(wèn),不同廠(chǎng)家產(chǎn)品的差異明顯。建議應用時(shí)與一組已知體溫的人員進(jìn)行比較。
不同廠(chǎng)家的額溫計或篩檢儀,如果校準模式準確,體溫模式報警溫度因轉換值不同也會(huì )有差異。其應用效果同樣需要驗證。
 
16 能否提供或研究得出通用的校準模式到體溫模式的轉換關(guān)系?
  這個(gè)問(wèn)題默認的假設應該是指額溫計或熱像篩檢儀這類(lèi)測量人的面部某部位的測量?jì)x器。
答案基本上是否定的。其原因是這種轉換關(guān)系應該反映人的溫度特性。但人的體溫與暴露在環(huán)境中的體表的溫之間的關(guān)系至少受到以下因素的影響:
1)不同人(年齡、性別、胖瘦、…)之間的差異,即使“同類(lèi)”人之間也存在顯著(zhù)差異
2)不同測量環(huán)境對人的體表溫度影響大,對不同人影響不同
3)人的運動(dòng)經(jīng)歷和心理狀態(tài)的影響
這種“體溫測量”將上述差異無(wú)差別看待,假設典型人群的統計特性可以代表個(gè)體特性。該假設(或者說(shuō)是默認測量模型條件),會(huì )使測量結果對不同個(gè)體和不同測量條件呈現明顯得分散性,有時(shí)表現為同時(shí)存在明顯的系統性偏差。
由此可見(jiàn),應用條件越廣泛(通用),對特定個(gè)體和測量條件的應用效果在統計上就會(huì )越差(不通用)。
醫學(xué)上更關(guān)注基礎體溫(早晨剛睡醒時(shí)的體溫),是因為限定較明確的條件可使同一人不同天和不同人之間的體溫有更好的可比性。盡管這種限定也使基礎體溫不能代表其他狀態(tài)的體溫。
目前的體溫紅外快速篩檢就處于試圖用于盡可能廣泛和惡劣的通用條件的尷尬處境。但是,應該說(shuō),在明確了這種篩檢應用需求的前提下,試圖研究在特定條件下的統一的轉換關(guān)系是有意義的。
 
17 能否研制能模仿設定體溫和不同環(huán)境條件下人的體表溫度的輻射源,作為紅外篩檢儀校準的標準器,而不必考慮校準模式問(wèn)題。
  問(wèn)題16說(shuō)明了越通用應用效果越差的矛盾。
  退一步講,對于一個(gè)已知的轉換關(guān)系,從原理上講,是可以用一種標準輻射源反映該已知轉換關(guān)系的。而其作用將會(huì )是
1)核查體溫示值的準確性,但對采用其他轉換關(guān)系的測量?jì)x器不具有說(shuō)服力
2)測量?jì)x器的最大允許誤差是對校準模式示值的限定,并不適用于體溫示值
3)不能通過(guò)核查反映人的個(gè)體差異的影響,即不能確定測量?jì)x器的臨床準確定和臨床重復性
4)這種標準器的實(shí)物,或多或少中會(huì )在已知轉換關(guān)系的基礎上附加不確定度。在本質(zhì)上,所起的作用與在校準模式下用黑體輻射源相比并無(wú)明顯差別和優(yōu)勢。
 
18 關(guān)于熱像篩檢儀的均勻性
1)均勻性為多少符合要求?

GBT 19665《 電子紅外成像人體表面測溫儀通用規范》沒(méi)有此項要求,但從技術(shù)上講,各區域都應符合準確度等級要求,即±0.4℃。參照GBT 19870《工業(yè)檢測型紅外熱像儀》的準確度與均勻性要求的關(guān)系,熱像篩檢儀均勻性要求也應為0.4℃。
2)均勻性現在只做了左中右三個(gè)位置,而且測試時(shí)我們的標準黑體都放在被測熱像儀參考黑體下方。是否還需做該參考黑體到熱像儀之間的均勻性?
不需要?,F場(chǎng)檢測的測試區域做了簡(jiǎn)化,只測水平,因為被測人員總要通過(guò)中部水平帶。另外,現場(chǎng)參考黑體所處熱像儀測量區域應不測人,該區域與其他區域之間的差異只要是基本穩定的,并不會(huì )影響篩檢結果。
3)如果均勻性不好,有沒(méi)有可能是他們熱像儀裝的位置不合適,而不是熱像儀本身的問(wèn)題?
不會(huì )。但較短期間的穩定性不好(例如參考源緩慢漂移)有可能導致均勻性不好的假象。
 
19 影響額溫計測量準確度的因素
  問(wèn)題10中說(shuō)明了體溫模式測量示值是在校準模式示值基礎上,加上必要的統計修正值而得,即
體溫示值=校準模式值(被測對象有效輻射的測量結果)+ 與人有關(guān)的修正值
問(wèn)題16討論了上式中“與人有關(guān)的修正值”。這里著(zhù)重說(shuō)明“校準模式值”這個(gè)輻射量測量的準確度。
大多數探測器未制冷或加熱控溫的額溫計的測量模型會(huì )假設
探測器溫度=溫度計內部輻射的環(huán)境溫度=被測人員的環(huán)境輻射的溫度。
額溫計具有測量其內部探測器溫度的功能。上其中,“探測器溫度=溫度計內部輻射的環(huán)境溫度”使得探測器與額溫計內部的輻射凈交換量為零,即 探測器接收的輻射來(lái)自于外部被測對象。這一點(diǎn)不能滿(mǎn)足時(shí),會(huì )使對接近室溫的較低溫度的測量不準。用手摸額溫計非手柄部位的外殼,很可能會(huì )破壞這一默認要求,影響此后一段時(shí)間的測溫結果。
滿(mǎn)足“探測器溫度=被測人員的環(huán)境輻射的溫度”,是額溫計內部計算發(fā)射率小于1的被測目標表面溫度所需的信息,符合該默認假設,額溫計內部的發(fā)射率修正計算就不需要額外獲知環(huán)境溫度了。測量足夠理想的黑體輻射源時(shí),不需要滿(mǎn)足這一默認要求。
所以使用額溫計前要求在穩定環(huán)境放置足夠時(shí)間,讓額溫計內部熱平衡,也與外部熱平衡。
 
20 為什么校準模式進(jìn)行誤差修正后,對測量模式示值沒(méi)有影響?
  很可能是測量?jì)x器內軟件設計的漏洞。
有些儀器設計了校準模式測量誤差修正值得設置功能,但并未來(lái)得及在測量中加入修正?;蛘呤且环N設計上的一種內部測試功能,在產(chǎn)品發(fā)布時(shí)關(guān)閉測試功能不徹底,出現可設置但不修正的問(wèn)題。
因此,對于有校準模式示值誤差修正值設置的測量?jì)x器,應在改變設定值后驗證測量的修正效果。對于有問(wèn)題21所述功能的儀器,要分別在正常和較高體溫下多溫度點(diǎn)驗證。
 
21 為什么有些額溫計(或篩檢儀)改變校準模式修正值后,體溫測量結果沒(méi)有明顯變化?
該現象源于廠(chǎng)家才用了特殊的校準模式值(近似為額溫)到體溫的轉換策略。由于正常體溫者的額溫存在顯著(zhù)差異,而體溫轉換采用統計規律會(huì )導致體溫相同額溫不同的人通過(guò)額溫測量得到的體溫有很大差異,讓人覺(jué)得測量結果很不靠譜。一些廠(chǎng)家根據正常人體溫約36度,而且不可能大幅偏低的常識,采用了一種數據處理策略。也就是,在額溫較低時(shí),無(wú)論多低都顯示36多度,并且額溫顯著(zhù)下降時(shí)體溫示值也略有下降,這樣看儀器對被測對象還是有反應的;而發(fā)燒時(shí),額溫越高轉換關(guān)系越接近統計轉換規律。雖然如果采用多個(gè)38度的發(fā)燒者也會(huì )測出明顯不同體溫,但是人們很少能找幾個(gè)可比的發(fā)燒者去測試,所以用常溫人測試總會(huì )得出36度多的結果,與人們的體溫常識很接近。如果我們同時(shí)也測額溫,與該體溫測量結果比較,就會(huì )發(fā)現其額溫到體溫的轉換,在正常人額溫范圍,沒(méi)有完全采用額溫到體溫的統計溫差,而更大比重地采用了根據體溫的(統計)常識指示體溫的策略。
一些篩檢熱像儀也采用這種策略。
這種策略多高燒人員體溫示值的作用不大,但對低燒人員體溫示值的作用可能不能忽略,對正常人體溫示值的作用很強。但影響水平,因不同型號額溫計采用的具體算法不同而有差異。
對于這類(lèi)額溫計或篩檢儀,不能根據對正常體溫人員的體溫示值與腋下溫度的差異,大致判斷發(fā)燒時(shí)體溫示值與腋下溫度的差異。
下圖下面的虛線(xiàn)是額溫,NIM是國家計量院對約1000例正常和發(fā)燒人員的額溫與腋下溫度統計關(guān)系研究結果,另外兩個(gè)是額溫計廠(chǎng)家的數據,紅虛線(xiàn)表示這種特殊策略的特性的示意。紅線(xiàn)在額溫變低時(shí)體溫示值緩降或基本恒定,反映了本問(wèn)題的原因。
 

22 如何校準不知道進(jìn)入校準模式方法的額溫計(或篩檢儀)?
不知道校準模式進(jìn)入信息的額溫計(或篩檢儀),首先應從廠(chǎng)家獲取進(jìn)入方法。
對于沒(méi)有專(zhuān)門(mén)校準模式的儀器,應索要校準模式值和體溫模式值之間的轉換關(guān)系(體溫修正值);實(shí)驗時(shí)用體溫示值-體溫修正值=校準模式值 的方法獲得等效的校準模式值。
不能認為 體溫示值-黑體溫度=校準模式示值誤差。
也不能因 體溫示值≈黑體溫度,就認為體溫示值就是校準模式值。

 

 
這類(lèi)測量?jì)x器在“測量”體溫時(shí),顯示結果對應的量(體溫)不是儀器實(shí)際測量的量(對應于黑體溫度的皮膚有效亮度溫度)。校準和準確度指標都是針對實(shí)際測量的量而言的。不知道校準模式信息的額溫計或篩檢儀,則無(wú)法進(jìn)行校準。參見(jiàn)JJF1107-2003。
 
23 為什么對紅外額溫計或篩檢儀一定在校準模式下校準?為什么校準模式下的準確度會(huì )不同于體溫示值準確度?
  這類(lèi)儀器測量每個(gè)人都能給出體溫示值,使得人們習慣性的將其視為體溫測量?jì)x器。不少儀器名稱(chēng)使用了“體溫計”更加誤導了使用者。而其技術(shù)指標與體溫示值范圍一起給出準確度或最大允許誤差的方式也使使用者習慣性地認為它是體溫示值準確度。
從測量原理上講,這類(lèi)儀器用輻射法測量人的皮膚溫度,在此基礎上利用額頭溫度到體溫的溫差的統計規律,將額溫修正到體溫。注意該修正是統計修正,而不是用被測者個(gè)人的額溫到體溫的差值進(jìn)行修正,所以,體溫示值只是用統計關(guān)系得到的體溫統計估計值,而非對被測者體溫的實(shí)際測量結果。其
體溫(統計估計)示值 = 額溫測量值 + 額溫到體溫的統計修正值= 亮度溫度 + 皮膚發(fā)射率修正 + 體溫統計修正
亮度溫度就是測量黑體時(shí)的黑體溫度。對這個(gè)真正意義上的測量結果的校準,就要采用標準黑體確定其測量黑體溫度的誤差,就是校準模式下的誤差。因為這個(gè)誤差是在實(shí)驗室測黑提示的誤差,而非測人體溫的誤差,國際上稱(chēng)之為實(shí)驗室誤差。該術(shù)語(yǔ)同時(shí)暗示其不是測人時(shí)的誤差。
因此,校準必須要在校準模式下進(jìn)行。
常見(jiàn)額溫的校準模式準確而體溫示值不準,或校準模式不準而體溫示值準確的現象。原因一是采用的體溫統計修正值不適用,原因二是源于個(gè)體特性與統計特性的顯著(zhù)分散性。校準模式不準而體溫示值準確的現象的原因還可能為問(wèn)題21所述的在較低額溫時(shí)采用的體溫示值特殊策略所致。
 
24 對問(wèn)題23,可以理解為校準模式是設備傳感器的直接測量的,它的量值是可以溯源的,
而轉換為體溫估計利用了一個(gè)統計規律,不同廠(chǎng)家各不相同,它并不具有溯源性,可以這樣理解嗎?

是的??梢园大w溫統計修正未溯源(不能確認準確度)來(lái)理解,盡管文字表達不夠嚴謹。
溯源是對測量而言的,對額溫計就是皮膚的亮度溫度(對應于校準模式下的黑體溫度)是應該溯源的。而體溫統計修正(或統計估計)是對已知統計信息的使用,不是測量,也就不涉及測量溯源性。
各廠(chǎng)家使用的統計修正不同,適用條件也可能不同,使得其體溫估計值存在顯著(zhù)的系統性差異。而不同人即使體溫相同,額溫個(gè)體差異也很大,是造成測量結果分散性大的主要原因。
 
25 結合問(wèn)題24,就會(huì )出現這樣一個(gè)問(wèn)題,就是如果一臺設備校準模式下符合要求,但實(shí)際體溫模式測量并不準確(目前現在市場(chǎng)上種類(lèi)繁多質(zhì)量良莠不齊的體溫計,這種情況并不少見(jiàn))??墒菍τ谑箍蛻?hù)來(lái)說(shuō),他們并不懂這些專(zhuān)業(yè)問(wèn)題,只是想通過(guò)送檢來(lái)確定設備是否可用(單純的校準模式是否符合要求可能并不是他們所關(guān)心的),他們拿著(zhù)的這臺設備符合計量要求,可是實(shí)際體溫測量并不準確。紅外體溫計的校準方法是否可以改進(jìn),或者紅外體溫計并不適合傳統意義上的檢定校準,有沒(méi)有其他方式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題呢?
  結合問(wèn)題24的解答,這類(lèi)額溫計不是真正的體溫計,其體溫“測量”原理不變的話(huà),靠校準解決不了統計修正不準確或不適用的問(wèn)題。原因之一是現在不能得到足夠準確的通用統計修正關(guān)系(參見(jiàn)問(wèn)題16),第二個(gè)原因是這種基于人的暴露皮膚溫度測量的體溫統計估計結果與實(shí)際體溫存在遠大于預期準確度的個(gè)體偏差。
  因此,對額溫計傳統檢定校準只是對“黑體溫度”的,考慮到人的皮膚發(fā)射率足夠高且分散性不大,皮膚溫度的測量準確度也基本上能保證。
  額溫計被很不恰當地稱(chēng)為體溫計,其應用稱(chēng)為測量體溫,誤導了絕大多數人。要改變這種困境,需要讓使用者充分認識到額溫計不是體溫計,其體溫獲得方式不是體溫測量。
所以,解決這種體溫“測量”的準確度問(wèn)題,要靠體溫(口腔溫度、模擬體內溫度的腋下溫度和耳溫等)的真實(shí)測量,或者應用被測者的額溫到體溫轉換關(guān)系(參見(jiàn)問(wèn)題27)。
 
26 與問(wèn)題16類(lèi)似,我們或廠(chǎng)家如果對更大的人群樣本和更寬的環(huán)境條件下獲得統計修正關(guān)系,能夠解決這類(lèi)基于額溫測量的體溫統計估計不準的問(wèn)題嗎?
  基本上是不可能的。
  盡管改善人的樣本組的選取、環(huán)境條件的測量或控制、額溫和體溫測量水平等,可以改善各樣本在不同條件下的統計估計值的可靠水平。但是,這只能讓兩組或多組規模和分布相似人群在相似條件范圍下的測量的統計結果更接近。
對個(gè)體測量而言,所得統計關(guān)系在被測人員差異和測量條件差異上的適用性越廣(越通用),將意味著(zhù),各種特定測量條件下的個(gè)體統計偏差將會(huì )越大。因此,通用的統計修正值解決不了個(gè)體體溫估計的準確度問(wèn)題。
 
27 利用飛速發(fā)展的人工智能和大數據,這類(lèi)基于統計規律的技術(shù),能改善目前的體溫篩查準確水平嗎?
利用大數據和人工智能,例如,如能獲知以前每個(gè)被測者個(gè)體在足夠相似條件下的近乎本人修正值用于體溫估計,不僅能顯著(zhù)改善體溫估計結果,也能根據每個(gè)人明顯不同的正常體溫來(lái)判斷發(fā)燒程度。但這在原理上就不同于目前所用的無(wú)視個(gè)體和條件差異的體溫統計估計方法了。
 
28 為什么有些型號的額溫計的校準結果對測量距離很敏感,或者用不同黑體輻射源得到明顯不同的校準校準?
額溫計的熱輻射探測器多采用反射導光管等簡(jiǎn)單的輻射接收光路。其輻射測量的接收角通常很大。校準時(shí)接收輻射不僅來(lái)自于黑體空腔底部,也有很大比例來(lái)自于接近空腔口的側壁。常見(jiàn)的圓柱-圓錐空腔接近腔口側壁的有效發(fā)射率會(huì )顯著(zhù)下降。因此,額溫計的測量結果通常對測量距離敏感。
以典型型號額溫計的測量距離為1-3cm為例。在1cm處,示值最高,示值對測量距離的敏感程度也最低,瞄準的測量重復性最好。
瞄準黑體空腔比瞄準平面輻射源時(shí)對測量距離的敏感程度更強。瞄準黑體空腔時(shí),測量距離為額溫計最前端到黑體腔口平面的具體。黑體腔(涂黑漆的部分)平面通常相對于外殼是凹進(jìn)去的。此時(shí),不要將外殼視為黑體腔口位置。否則,因實(shí)際測量距離更大,測量示值可能顯著(zhù)降低。
 
29 存在問(wèn)題28所述現象時(shí)如何解決?

  采用不同黑體輻射源,可能因計算測量距離的方法不合理,或輻射源腔口附近側壁的有效發(fā)射率降低程度不同,導致校準結果有顯著(zhù)差異。查找原因時(shí),
1)額溫計瞄準黑體輻射源時(shí),應使額溫計正對黑體輻射源腔底中心。應注意有些額溫計的熱輻射測量光路的光軸與由額溫計外形感知的測量方向有偏差。測量時(shí)應盡量讓測量光軸瞄向黑體腔底部中心。
2)應檢查采用的測量距離定義是否為黑體腔口到額溫計最前端之間的距離。
3)以正確方法瞄準后,不同輻射源的校準結果仍存在顯著(zhù)差異的,應懷疑所用黑體輻射源的性能,設法進(jìn)行進(jìn)一步核查。
 
30 中國計量科學(xué)研究院發(fā)布的“體溫篩檢用紅外額溫計準確度臨時(shí)核查方法”的核查原理和特點(diǎn)是什么?
  針對紅外額溫計在新型肺炎防空中應用數量極大,品種繁雜,使用者對其測量準確程度存在很大疑問(wèn)。而基層計量部門(mén)大多不具備符合紅外額溫計校準要求的計量標準器——黑體輻射源,也不了解校準所必需的額溫計校準模式進(jìn)入方法,使得在用額溫計的測量準確度難以核查。
中國計量科學(xué)研究院發(fā)布的該臨時(shí)核查方法,采用接觸式體溫計作為標準,通過(guò)一組合適的人員比較組對比接觸式體溫計和額溫計測得的體溫示值,如果體溫示值誤差在±0.5℃以?xún)?,則認為該額溫計對體溫的統計估計值準確。其特點(diǎn)是,不需要紅外輻射測量的計量標準器,而采用日常生活中廣泛使用的玻璃體溫計或電子體溫計作為標準器;對額溫計體溫示值的核查方法,避免了基層計量部門(mén)無(wú)法進(jìn)入被核查額溫計的校準模式的困難,無(wú)需對核查人員做專(zhuān)門(mén)培訓;也便于普通人員參照使用。
 
31 如何在網(wǎng)上查看臨時(shí)核查方法的更新版本?
“體溫篩檢用紅外額溫計準確度臨時(shí)核查方法”及補充文件的最新更新版本可在中國計量科學(xué)研究院網(wǎng)頁(yè)
https://www.nim.ac.cn/的“通知”下“中國計量科學(xué)研究院對體溫篩檢用紅外額溫計準確度臨時(shí)核查方法的建議”中查看和下載,也可在鏈接https://www.nim.ac.cn/node/1333中直接查看和下載。
 
32 臨時(shí)核查方法所確定的體溫誤差能判定額溫計合格與否嗎?
  臨時(shí)核查方法所確定的體溫誤差,只是在新型肺炎這類(lèi)疫情防控期間臨時(shí)用于其體溫篩檢應用的準確性核查,不作為判定額溫計是否符合其技術(shù)指標的依據。
  額溫計的測量準確度或最大允許誤差不是對限定上述體溫誤差的技術(shù)指標,而是對校準模式測量示值誤差(可理解為對黑體溫度或被測物體的有效亮度溫度的測量示值誤差)的要求。JJF1007-2003《測量人體溫度的紅外溫度計校準規范》將額溫計校準模式下4次測量的示值誤差平均值作為校準結果,可用于校準模式值的修正。獲得型式批準的額溫計,用戶(hù)需要做合格判斷時(shí),如果按校準規范獲得的每個(gè)校準溫度下的4個(gè)單次測量示值誤差都符合要求,則判為合格,否則不合格。
  額溫計的校準模式測量值與體溫模式示值的關(guān)系,可參看問(wèn)題10、問(wèn)題11、問(wèn)題23和問(wèn)題24。
 
33 臨時(shí)核查方法中的所需的10~6名體溫正常人員如何隨機選擇,需要根據體溫計測量結果確定的嗎?
這里的體溫指腋下溫度。腋下溫度略低于體內溫度,可作為體溫的近似。體溫正常人員按各自的感覺(jué)確定,而不是體溫計測量的體溫符合正常人體溫統計平均值的人員。因為不發(fā)燒的正常人之間的體溫也會(huì )有約2度的差異,對于一個(gè)個(gè)體,是否發(fā)燒是以本人正常健康狀態(tài)的體溫或感覺(jué)相比較的。
  隨機選擇并不意味著(zhù)隨意選擇,而是被選人的類(lèi)別分布均衡或匹配,例如考慮被選人員年齡和性別等分布。從應用角度看,接近平時(shí)被篩檢人員的類(lèi)別分布更為合理。如果被篩檢對象基本上都是小學(xué)生,則初選人員多數為小學(xué)生是合理的,在此基礎上考慮不同年齡和性別等因素。
 
34 臨時(shí)核查方法中比較組的作用是什么?

  在臨時(shí)核查方法中,比較組起著(zhù)體溫到額溫的轉換標準作用,以此比較接觸式體溫計示值和額溫計測量額溫給出的體溫估計值,獲得額溫計體溫估計值的體溫誤差。
 
35 臨時(shí)核查方法為什么要從初選出的約10人中確定2人的比較組?

  每個(gè)人的正常體溫不同,體溫與額溫之差也不同,而且這種個(gè)體偏差的分散性很大,個(gè)體偏差的標準偏差約為1度。作為體溫到額溫轉換標準的比較組,其體溫與額溫的偏差應接近被測人群的統計估計值,否則會(huì )影響采用臨時(shí)核查方法確定額溫計體溫誤差的可靠水平。
選擇一組有普遍代表性人員,取組內每人體溫偏差的中位值,可去除體溫偏差特殊人員的影響,使比較組的體溫偏差接近被測人群總體的統計中位值。



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