شما می توانید با استفاده از یک دوربین مادون قرمز برای تشخیص تب ؟

جالبترین چیز در مورد دوربین های مادون قرمز است که شما می توانید آنها را در یک صحنه و یک تصویر بصری از چگونگی گرم یا سرد چیزهایی هستند. به طوری … اگر کسانی که همه چیز انسان ؟ می تواند به شما استفاده از یک دوربین مادون قرمز برای مثال برای بررسی افراد در هواپیما دروازه ممکن است Covid-19 تب?

در سمت به علاوه, آن را نمی خواهد نیاز به هر گونه تماس فیزیکی و شما تقریبا آنی خواندن. در واقع شما ممکن است تصاویر دیده دستی IR به نام دستگاه متوسط اسلحه (که کار تا حدودی متفاوت) مورد استفاده در چین. حسگرهای مادون قرمز نیز استفاده می شود در کارخانه ها برای نظارت بر درجه حرارت تجهیزات بدون نیاز به آن را متوقف کند.

اما برخی از مسائل وجود دارد با استفاده از این تکنولوژی به نمایش مردم برای بیماری. برای انجام آن شما واقعا نیاز به درک چگونه سنسورهای مادون قرمز کار می کنند. بنابراین من قصد دارم به توضیح است که تمام. علاوه بر فیزیک فقط, فوق العاده جالب است. من از طرفداران بزرگ از این دوربین چرا که آنها به شما اجازه دیدن جهان در یک نور متفاوت—به معنای واقعی کلمه.

همه چیز را ساطع می کند نور حتی اگر شما نمی توانید آن را ببینید

با علم شما همیشه نمی توانید آنچه شما می خواهید. اما اگر شما سعی می کنید گاهی اوقات شما چیزی حتی بهتر است. که چه به سر ویلیام هرشل در سال 1800. در حالی که آزمایش برخی از نور فیلتر هرشل با استفاده از یک منشور برای تقسیم نور خورشید به آن جزء رنگ. سپس او راه اندازی برخی از دماسنج. او می دانست که نور در حال سقوط بر روی یک شی خواهد آن را گرم اما او می خواست برای اندازه گیری اثر هر رنگ به صورت جداگانه.

سپس او متوجه چیزی عجیب و غریب: یک دماسنج در پایان فراتر از رنگ قرمز—که حتی در نور—نیز گرم است. چه خبره? البته دلیل این بود که در آنجا بود نور ضربه که دماسنج شما فقط نمی تواند آن را ببینید با چشم انسان است. که کشف آنچه که ما در حال حاضر تماس با نور مادون قرمز.

illustration of a traingle with red blue nad green light going through it
تصویر: Rhett Allain

اما صبر کنید! بیشتر وجود دارد. شما می توانید در واقع استفاده از طول موج نور ساطع شده از یک شی برای تعیین درجه حرارت آن است. شما این را دیده ام که شما با استفاده از فر برقی. هنگامی که عنصر خوب می شود و می گویند در حدود 2000 درجه فارنهایت (که درجه حرارت عنصر درجه در فر که خود را bakes کلوچه) آن می درخشد مایل به قرمز-نارنجی رنگ:

a red glowing hot light
عکس: Rhett Allain

اگر شما چیزی را ببینید و درخشان می خواهم که شما می دانید به لمس آن ، اما نه یک ادم سیستم. هنگامی که شما فقط تبدیل شده فر می گویند پس از یک دقیقه و یا پس از آن ممکن است هنوز هم نگاه سیاه و سفید—هیچ نور مرئی شده است—اما آن را در حال حاضر به اندازه کافی برای سوزاندن شما. اگر چه من یک عکس با یک دوربین مادون قرمز? این است آنچه در آن مانند به نظر می رسد در طیف مادون قرمز:

the red hot light in infrared lighting
عکس: Rhett Allain

در حال حاضر شما دیدن نور است. البته این غلط است-رنگ تصویر. پس چشم ما نمی تواند تشخیص نور مادون قرمز این دوربین در واقع ترجمه را با استفاده از نورهای مرئی به نمایندگی های مختلف در طول موج مادون قرمز محدوده. در این پالت (که شما می توانید تغییر دهید) و زرد است داغ تر از پرتقال است که داغتر از بنفش. (چیزی که شما می بینید در نارنجی بازتاب بالای فر.)

چگونه یک دوربین مادون قرمز تعیین دما

همه اشیاء تابش الکترومغناطیسی منتشر می کنند—بله که چه نور است—بیش از یک طیف وسیعی از طول موج. اگر شما طرح شدت تابش (از لحاظ فنی طیفی تراکم قدرت) در مقابل طول موج برای یک شیء داده شما یک منحنی مانند این.

an illustration of a curve on a wavelength versus spectral power density graph
تصویر: Rhett Allain

اگر شما می خواهید به بازی با یک نسخه تعاملی از این طرح از این خنک PhET شبیه ساز.

معلوم می شود که بالاترین شدت طول موج تولید شده—اوج در منحنی بالا بستگی به درجه حرارت از جسم. به عنوان آن می شود داغتر از طول موج قله انتشار کاهش می دهد—آن را به حرکت به سمت چپ عقب به سمت طیف مرئی است.

بنابراین چیزی در دمای اتاق (مانند 300 کلوین) این قله در طول موج حدود 9.7 ميکرومولار (میکرومتر). قرار می دهد که بسیاری از اشعه مادون قرمز بخشی از طیف است. همین دلیل است که شما معمولا نمی توانید بگویید که فقط با نگاه کردن به چیزهایی که چگونه گرم هستند.

اما اگر شما گرما آن را به می گویند از 1200 K (مانند که فر عنصر) بالاترین شدت طول موج پایین حرکت می کند به حدود 2.4 ميکرومولار. که هنوز هم در مادون قرمز منطقه اما با تغییر منحنی شما همچنین دریافت نور بیشتر در این بخش قابل مشاهده از طیف (< 0.74 ميکرومولار) بنابراین چشم خود را می توانید آن را درخشان. (سعی کنید آن را در PhET شبیه ساز!)

این درجه حرارت در طول موج رابطه است که به نام وین جابجایی قانون است که به نظر می رسد مثل این:

lambda peak equals beta over T
تصویر: Rhett Allain

در این بیان λ است که طول موج نور با حداکثر شدت و T درجه حرارت (b فقط یک ثابت). این به این معنی من می توانم در یک مقدار متوسط از یک شی فقط با نگاه کردن به این رنگ نور را تولید می کند.

تنها ترین از نور نامرئی است, بنابراین شما نیاز به یک دوربین مادون قرمز است که برای. آن را اساسا درست مانند یک دوربین دیجیتالی معمولی اما به جای داشتن یک سنسور است که تشخیص طول موجهای نور مرئی, این یکی می تواند “دیدن” مادون قرمز طول موج. من مادون قرمز دوربین حتی می توانید به خواندن دما در سمت راست تصویر. به طور جدی این کارها عالی هستند.

هیچ بازتابی بر شما

اما وجود دارد یک مسئله: Wien قانون تنها با این نسخهها کار برای تابش از یک “blackbody.” که چه ؟ یک blackbody یک شی است که منعکس نمی کند که خارج از نور همه نور آن را می دهد خاموش است تولید شده توسط هدف خود را. یک لامپ های رشته ای است که یک مثال خوب در آن می درخشد چون این رشته می شود فوق العاده داغ. (به همین دلیل لامپ های رشته ای هستند sucky منابع نور است. آنها اتلاف مقدار زیادی از انرژی در محدوده مادون قرمز است که شما نمی توانید ببینید.)

در واقع نور از بسیاری از چیزهایی است که ترکیبی از انتشار و انعکاس است. بنابراین اگر ما می خواهیم برای استفاده از این نور برای دریافت حرارت از یک جسم ما نیاز به دانستن نسبت. وجود دارد یک شاخص به نام انتشار و باز تابشکه قطاری از این. آن را از محدوده 0.0 برای یک به طور کامل منعکس کننده سطح تا 1.0 به صورت کامل blackbody. وجود جداول که در آن شما می توانید نگاه کردن انتشار و باز تابش از مواد مختلف است.

چگونه در مورد یک مثال ؟ فرض کنید من دو فنجان های پلاستیکی و پر کردن آنها را با آب یخ به طوری که آنها هر دو در 32 درجه F. در خارج از فنجان من قرار دادن برخی از فویل آلومینیوم—اما در یکی از فنجان من رنگ فویل سیاه و سفید. در اینجا چیزی است که آنها نگاه مانند نشستن در جلوی خانه:

two cups the left cup wrapped in black electrical tape and the right one wrapped in foil
عکس: Rhett Allain

اکنون بیایید نگاهی به در مادون قرمز منطقه و اندازه گیری خود را آشکار درجه حرارت.

two cups in infrared lighting
عکس: Rhett Allain

نه تنها آنها نگاه متفاوت درجه حرارت زیادتری مختلف — که آنها نمی باید. همانطور که می بینید دوربین می گوید: سیاه و سفید جام در سمت چپ است 48.6 F در حالی که نقره جام است ظاهرا 86.1. که چون فویل آلومینیوم کمتر از حد انتشار و باز تابش (e = 0.04). بسیاری از مادون قرمز نور دوربین را می بیند که در جام حذفی فقط منعکس شده از پیاده رو.

اما آنچه در مورد پوست انسان? خوشبختانه انسان بسیار blackbodyish (من ساخته شده است که کلمه). یک انسان معمولی به یک انتشار و باز تابش بین 0.95 تا 0.98. بنابراین ما نیست بسیار انعکاسی در مادون قرمز منطقه است. که خوب است.

دست من. با انتشار و باز تابش بالا است که تقریبا به طور کامل من تولید نور است.

a hand in infrared lighting
عکس: Rhett Allain
اندازه گیری درجه حرارت بدن

حالا که شما می دانید چگونه کار می کند, بیایید به این سوال. شما می توانید با استفاده از یک دوربین مادون قرمز برای دیدن اگر کسی افزايش درجه حرارت بدن? خوب یک مشکل وجود دارد. دوربین به نظر می رسد در سطح بیرونی از همه چیز. دمای داخلی از یک انسان باید حدود 37 C (98.6 F) اما در خارج از پوست است که به طور کلی سردتر از آن است.

در اینجا یک عکس از من (در مورد شما نمی توانید بگویید). من در اطراف با اندازه گیری در نقاط مختلف صورت و بالاترین متوسط من می توانم پیدا شد 95.3 F در گوشه داخلی چشم من. (آن را به عنوان معلوم IR سازنده دستگاه توصیه می کند با تمرکز بر مجرای اشک است.)

rhett in infrared lighting
عکس: Rhett Allain

برای مقایسه من گیر دماسنج در دهان من و اندازه گیری داخلی متوسط در 97 F. من حدس می زنم این سوال آن است که آیا یک ارتباط مداوم بین داخلی و خارجی درجه حرارت به طوری که شما هنوز هم می تواند بگوید وقتی که کسی تب دارد.

یکی دیگر از توجه: من تا به حال به دوربین نسبتا نزدیک است. در این مورد آن بود و در حدود 10 سانتی متر از صورت من. که به وضوح نقض 2 متر اجتماعی فاصله گرفتن حکومت. شما احتمالا می تواند ثابت است که با وضوح بالاتر دوربین. من فقط با استفاده از یکی که متصل به گوشی من (که بسیار سرد است اگر شما فکر می کنم در مورد آن).

فقط برای تفریح من هم در زمان IR عکس از یک دهان باز. در این مورد من نیست دهن این یک داوطلب (یکی از فرزندان من).

an open mouth in infrared lighting
عکس: Rhett Allain

این به نظر می رسد به بهتر اندازه گیری (97.2) اما من شک دارم شما می توانید متقاعد کردن مردم به رفتن به یک دوربین و باز کردن دهان خود را. ما هم به اندازه کافی سخت گرفتن مردم فقط در خانه بمانند.

پاک کردن عینک خود را, لطفا

یکی دیگر کمی موضوع: اگر شما می خواهید برای اندازه گیری درجه حرارت از یک مجرای اشک آور و سپس هر کسی که عینک را به آنها را حذف کنید. چرا ؟ به دلیل آن را به عنوان نظر می رسد در حالی که شیشه ای شفاف برای نور مرئی آن بلوک نور مادون قرمز. لطفا این عکس از سگ من به دنبال از پنجره.

a dog looking at reflection in infrared lighting
عکس: Rhett Allain

شما می توانید ببینید که بازتاب خود را در شیشه ای. برای نور مادون قرمز پنجره اعمال درست مانند یک آینه است. در حال حاضر نگاه یک انسان با عینک. من انسان در این مورد.

rhett in sunglasses in infrared lighting
عکس: Rhett Allain

کسانی که نمی, عینک آفتابی, آنها فقط من عینک های معمولی. آنها نگاه تاریک به این دلیل که نور مادون قرمز از چشم من منعکس شده است بر روی من—آن را دریافت نمی کند از طریق. و در خارج از عینک منعکس کننده نور مادون قرمز از اتاق که سردتر است بدن من.

بنابراین به خوبی می تواند کار کند ؟

ما دیدم که بدن انسان را در انتشار و باز تابش به طوری که تشویق و یک دوربین مادون قرمز قادر به تشخیص تفاوت های کوچک در درجه حرارت. یک مسئله واقعی این است که آن را تنها اندازه گیری دمای سطح پوست است. این ممکن است خوب اگر شما فقط در مقایسه با افراد و به دنبال نقاط دورافتاده است که در حال گرم تر از دیگران است.

بله, من فکر می کنم شما می تواند با استفاده از یک دوربین مادون قرمز برای صفحه نمایش برای افراد با افزایش درجه حرارت بدن. البته این لزوما به این معنا نیست آنها Covid-19. شاید آنها یک آنفلوآنزای معمولی. شاید آنها از در حال اجرا برای گرفتن یک پرواز. همچنین مردم می توانند آلوده شود اما بدون علامت. وجود دارد بسیاری از راه های شما می توانید مثبت کاذب و منفی کاذب.

آیا معنی آن را بی معنی است ؟ نه صفحه نمایش نه یک تست تشخیصی. کامل نیست اما می تواند سریع, ارزان و غیر تهاجمی راه بررسی گروه های زیادی از مردم و حداقل ضعیف کسانی که با احتمال بالاتر بودن آلوده برای پیگیری سوال.

حتما یک دماسنج دقیق تر است. اما شما می توانید تصور توقف هر فرد خارج از فروشگاه مواد غذایی به چوب یک دماسنج را در دهان خود و انتظار برای خواندن است ؟ مردم فقط نمی خواهد قرار داده تا با آن است.


بزرگ تر سیمی داستان
  • توهم حفاظت کامل
  • ساخت شهرستانها برای دوچرخه و اتوبوس و پا—نه ماشین
  • این حزب در آنلاین عظیم جهان
  • زوم حریم خصوصی واکنش تنها شروع
  • غیر طبیعی پرتره از کاملا متقارن حیوانات خانگی
  • 👁 چرا نمی توانید AI درک علت و اثر ؟ به علاوه: دریافت آخرین اخبار AI
  • ✨ خود را بهینه سازی صفحه اصلی زندگی ما با دنده تیم بهترین میدارد از ربات خلاء به قیمت مناسب تشک هوشمند بلندگو

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>