疫情期间额温枪不可或缺,能不能将该功能添加至手机里面?有哪些技术难点?
给手机增加测额温功能技术上是可行的,但会增加手机大尺寸
红外测温枪相信大家都用过或者见过,只要靠近额头,“滴”一下就可以测出体温。测温的关键元器件为红外测量传感器。以目前技术设计、制造出来的红外测量传感器尺寸比较大,放到手机里面比较困难。
红外测温原理
因为任何温度高于绝对零度(-273℃)的物体,它都会向外辐射出热量,不同的物体,不同的温度,它辐射的能量也是不一样的,辐射出来的能量其实属于红外线的电磁波,红外测温就是通过检测这些红外线电磁波能量,转换电信号,经过放器、计算、补偿后得到相应的温度,所以红外测温枪其实是可以测量各种各样物体的温度的。当然,不同的物体的红外发射率也是不同的,还受到物体的状态,反光度,表面状态等等影响,测温过程需要经过算法计算并进行适当的补偿。
因为人是恒温动物,辐射出的红外线能量是相当稳定的,当我们的体温发生变化时,辐射出的红外线能量同样会变化。额温枪只针对人体,测温范围在30℃~45℃之间,所以相对比较准确。
如何给手机增加测额温功能?
信号放大,温度计算和补偿对手机的SoC芯片来说都不是难事。关键是红外测温传感器放在哪里,它大约有我们的小尾指那么大,不管是横放还是竖放,都难以内置那么轻薄的手机中去。除非把手机加厚、加大。如果冒然把手机改大,消费者能执接受吗?目前来说,还没有那个手机厂商敢去尝试。
但我相信随着红外测温传感器技术的发展,未来很可能出现尺寸很小的红外测温传感器,那时候集成测温功能到手机中去就很容易给消费者接受了。
未来红外成像技术也会不断的进步,红外成像摄像头也可能会集成到手机中,直接用摄像头就可以测温了。
有的朋友可能会说:“增加红外测温功能还会增加手机的功耗,减少待机时间!“其实功耗不用担心,手机的电源管理芯片可以控制传感器的供电,不使用的时候并闭传感器的供电就可以了。
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额温枪是用红外线传感器感受温度,同样的传感器安装到手机里面,传感器外壳会将手机发热的传道给红外感应元件,造成测温严重不准。
单纯的额温枪也存在类似问题,即长时间使用过程中手握把柄,会将手的温度通过塑胶外壳传递给传感器外壳,同样会影响测温精度。因此额温枪使用说明书都会明确不能手握长时间使用,长时间使用需要带手套与握把隔离,以及避免额温枪被阳光直晒等。
严格来讲额温枪之类的红外测温仪器,每次使用前要进行校准,主要是抵消环境温度背景红外辐射的影响,尤其工业用红外温度测温仪校准更重要。民用的会带自校准功能,但校准能力有限,好在精度要求没那么高。
红外线也是电磁波,通常用于红外测温的波长一般在0.76微米-14微米的近红外波段。
我们生活在被电磁波包围的世界里,凡是高于绝对零度(-273.15℃)的物质都会产生不同强度的红外线,即红外热辐射,温度越高红外辐射越强。
人体与其他生物体一样,自身也在向四周辐射释放红外能量,其波长一般为9-13微米,处在近红外波段。
红外传感器大概分为热敏电阻、半导体光电效应、半导体热成像等几个大类,额温枪、耳温枪等通常使用半导体光电效应传感器。
额温枪的其它关键器件还有红外滤光片/菲涅尔滤光透镜、低噪声放大器、***电路、温度显示器件、外壳等。
额温枪的结构见上图⬆️,感光窗口需要一定的尺寸,滤光片后面至传感器需要一个空腔,用来聚焦红外线。
综合一下,将额温枪功能装入手机需要解决以下问题:
1、手机自发热对测温的影响。
2、红外半导体热效应传感器工作原理所需要的特殊结构,滤光片、空腔结构等,如何装入手机。
单说***的话不难,就是读取传感器数据的软件。应该说没太高的技术含量。
要做手机红外测温,要有硬件参与,就是红外测温传感器
一,这是普通红外体温计的探头,大概在1立方厘米左右,需要做的是将其小型化以安装在手机里。
并且配以相应的信号处理芯片、电路,当然这可以集成在主板里,但以目前手机模块化趋势,还是单独做出来以排线与主板连接比较好,也方便后续维修。
二,另外一个思路是外设测温配件,以无线或有线连接手机读取数据,这样在不改变现在手机配置的前提下,可以实现测体温。
不过这就感觉是脱裤子放屁了,有现成的红外体温计,还要配件干嘛?直接可以看体温,干嘛还要打开手机看?多此一举了
总的来说,要实现手机测体温,软件、硬件的技术难度都不大,问题是真的有必要吗?
手机内空间寸土寸金,硬塞进去个红外探头。个人觉得真没必要!
疫情是暂时的,而大多数时间它只是个摆设