医用额温枪传感器:中国第38次南极考察队今日启程,预计半年后返程

2021/12/18 11:23 · 传感器知识资讯 ·  · 医用额温枪传感器:中国第38次南极考察队今日启程,预计半年后返程已关闭评论
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医用额温枪传感器:中国第38次南极考察队今日启程,预计半年后返程来源:雷锋网新冠肺炎的突然爆发,给全球数个产业链的增长都带来了负面影响。但疫情也让平时需求量稳定的防疫物资突然成了紧俏商品,比如口罩、酒精、消毒水。如今,随着企业的陆续复工,额温枪也

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医用额温枪传感器:中国第38次南极考察队今日启程,预计半年后返程

来源:雷锋网
新冠肺炎的突然爆发,给全球数个产业链的增长都带来了负面影响。但疫情也让平时需求量稳定的防疫物资突然成了紧俏商品,比如口罩、酒精、消毒水。如今,随着企业的陆续复工,额温枪也成为了新的紧俏产品。
额温枪并非人人必有,是一个需求稳定且小众的产品,但新冠肺炎让额温枪的需求突然增加了10倍,医用级额温枪变得一枪难求。那么,何时才能买到一支额温枪?
图片来自平安南京微博
一枪难求
1月30日,国务院应对新型冠状病毒感染的肺炎疫情联防联控工作机制医疗物资保障组印发通知,指出体温检测是疫情检测的第一关口,红外体温检测仪在公众场所对疑似患者甄别发挥了重要作用,是打赢疫情防控战的重要装备。
一时间,红外体温检测仪变得供不应求。2月2日的工信部新闻发布会上,工信部原材料工业司司长王伟预计全国全自动红外体温检测仪需求6万台,手持式测温仪55万台。
检测人体体温的温度计有接触式和非接触式两种,常用的接触式体温计是玻璃和电子两种,非接触式有红外耳温和红外额温两种。
接触式的体温计测量准确度较高,对使用条件要求较低,但测量时间较长。
非接触式温计测量方便快捷,但容易受到环境条件、皮肤表面的发射率、光路系统污染程度以及测量距离等因素的影响,对测量条件要求较高。相比之下,红外耳温枪使用时还需轻轻插入耳道,额温枪通常距离额头3-5cm就可以测量。因此,额温枪成为了这次疫情中最受欢迎的测温仪。
常用的体温计,图片来自南京市计量监督检测院
进入额温枪市场已经5年的天波教育董事长何全说:“额温枪其实是个小众市场,此前全国一年的需求大约20万到30万台,现在需求增加了10倍以上,所以现在很难买到医用级额温枪。”
医用级额温枪的紧俏,让有些地方连误差较大的工业辐射温度计都用上了。
复工加剧缺货,额温枪市场混乱
按照体温枪相关的制作规定:体温枪热传感器医疗级别为±0.2度,工业级别的材料是±0.5度,用于人体测温的体温枪必须采用±0.2度的医疗级别传感芯片,体温枪制造商必须持有医疗生产许可证和计量证。
但医用级红外额温枪的紧俏,让市场上出现了大量非医用级额温枪。
九安医疗是国内重要的额温计供应商,九安医疗董事长刘毅说:“从技术上看,做出一台额温计不算高门槛,但要做出一台优秀额温计门槛其实蛮高的。门槛主要来自两方面,一是如何提升用户体验;二是如何累计大量临床数据不断优化测温准确度。”
“医疗级别传感器、结构设计尤其是腔体、算法、生产的保障工艺都是保障额温枪精度的关键。”何全介绍。
长期生产额温枪的企业提供的是精度和体验兼具的产品。比如,上市3年多,累计销售量超过150万台的九安额温计为了保证测量的准确度,如果测量距离超过3厘米就不会显示结果,并且加入了环境温度传感器去保证不同环境温度下的测量准确度,很多同类产品可能在15摄氏度以下就无法正常工作,九安的额温计可以工作在0-40摄氏度的环境下。
一直专注于物联网健康智能硬件,特别是面向教育市场的天波教育推出的额温枪是在满足医用级标准的前提下,加入了蓝牙或ZigBee无线传输方式,测量体温之后可以通过刷卡或者人脸识别更方便地记录每个人的体温,可以直接接入到阿里钉钉办公软件中,该产品已经广泛应用于幼儿园和学校。
可惜的是,雷锋网从多方确认得到的信息是,像九安、天波教育、鱼跃这些长期提供医用级额温枪公司的产能几乎都交由国家相关部门统筹分配,目前能够投放到市场销售的额温枪很少。
然而,随着企业复工需求的增加,加剧了额温枪的缺货。这是因为,企业申请复工必需具备快速红外体温探测仪、消毒水、口罩等疫情防控物资。额温枪缺货情况的加剧,让小众的额温枪成了大众都销售的产品,让不少智能硬件公司都涌入这一小众市场,更让投机者开始热炒额温枪。
“现在的额温枪的情况是,有单都不敢接,不知道什么时候有货。”一位临时销售额温枪的人这么说。
另有一位智能硬件行业的人士透露,“额温枪这种简单的产品,在产业链完善的地区,只要我们设计一个方案,找合作的OEM代工,产品很快就能推向市场。”
这样导致的结果是,大量不符合国家药监局和质监局以及国家计量局审核通过的额温枪进入市场。
这无疑增加了错过筛选出疑似新冠肺炎患者的风险。
但无论是有资质的供应商,还是追风口的新玩家,都面临元器件缺货的挑战,求购额温枪元器件的消息在微信群和朋友圈铺天盖地。
额温枪为何缺货?核心因素在产业链
与口罩、消毒水等原材料种类不多的紧缺防疫物资不同,生产一台额温枪需要上百个组件,组装线的产能能够快速增加相对简单,核心组件芯片产能的提升则需要更长时间。因为365天运行的晶圆厂生产流程高度自动化,要增加某款芯片的产能,需要调整生产计划、改变生产线、调整设备,生产出来的芯片还需要经过下游的封测工厂才能流向市场。
也就是说,额温枪产能的提升需要产业链上上百家公司的相互协作,既需要单点提升,也需要统筹协作。
额温枪拆解图,图片来自唯样
具体而言,生产一台额温枪需要ABS塑胶外壳、PCB电路板、IC、电阻、电容、红外传感器、LCD、背光源和电池线扣等上百个组件。雷锋网了解到,九安目前最缺的料是塑胶壳、MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)、传感器,缺料情况一直在动态变化。
其中,传感器和MCU两种核心元器件是整个行业目前最为紧缺的器件。有消息称,国内一年营收超40亿元的医疗器械公司就因为台湾进口的红外传感器供应紧张而暂时停产,原定的出货计划也不得不推迟,并寻找替代方案。
额温枪上常见的红外传感器是热电堆传感器,这种传感器由两个或多个热电偶串接组成的热释红外线传感器,通过将人体辐射的红外线转换为电信号的变化,从而显示出人体温度。
图片来自江苏大学材料学院
国内外能够提供热电堆传感器的公司主要有:德国海曼(Heimann Sensor)、瑞士泰科电子(TE Connectivity)、比利时迈来芯(Melexis);还有台湾的众智,内地的上海烨映、郑州炜盛电子等供应商。
业内人士称,国内额温枪使用的热电堆传感器90%来自台湾,10倍需求的爆发让供应商难以及时满足需求。
九安一直采用的是德国海曼热电堆传感器,并且及时采取了应对措施,在一定程度上减少了核心传感器缺货的困扰。刘毅表示,在1月20日的疫情响应会上,九安已经提前和德国的传感器供应商签订了比较大的订单,保证了一部分需求。随着需求量的激增,年后也在追单,目前正在陆续交货中。
MCU的缺货则主要是因为需求猛增的影响,多位业内人士接受采访时都表示,对于额温枪这样比较成熟的产品,国产的MCU已经能够满足需求。
据悉,额温枪有专用的MCU,其对低功耗的要求比较高。针对目前额温枪MCU缺货的情况,如果替换MCU,不仅需要调整大量参数,还要进行临床验证,时间上来不及。
“除了核心器件的缺货,额温枪生产的周边配套也是大问题,比如额温枪出厂前校准所需的恒温水箱、黑体。”何全指出。
什么时候能够买到额温枪?
目前额温枪产业链上下游,以及政府相关部门都在积极协调,以保证额温枪组件的供应。
国内MCU供应商华大就表示相关MCU芯片产品已经做好充足备货。据集微网报道,三优光电也把原来光模块等非红外传感器封装产线转换成红外传感器封装产线,进行扩产。额温枪的生产商也在调整产能积极应对大量的需求,九安就采取了工厂管理人员延迟放假甚至放弃假期走上生产一线、借调员工等方式全力增加产能。
刘毅表示:“目前九安(iHealth)额温计产能已经达到日产7000台,伴随着人员返程和红外体温计配套零部件的供应商和供应商的供应商开工生产,我们将在生产不停的同时进一步扩大产能,以最快的速度保质保量的达到日产1万台。同时,在工信部等相关部门的支持下积极购买生产相关设备,再扩大产能,力争三月月产超40万台。”
随着规模化和全产业链复工后成本的下降,额温枪产品价格会较目前大幅下降,供应情况也会有所好转。
此次受访的大部分业内人士预计,额温枪的缺货情况将会在3月中下旬得到缓解。淘宝和京东两大电商平台也显示,多家预售额温枪的店铺预计3月发货。
不过,也有一直在医疗器械领域的业内人士预计缺货最早要到四月初才能缓解。
一场突如其来的疫情,让我们感受到了世间的冷暖。一台技术难度不高的额温枪,又再次展现了国内核心元器件的实力不足。有业者表示,国内的模拟传感器一致性不如进口的有保障。还有业者表示,不考虑国产替代。
国产芯片的替代之路,特别是模拟器件的国产化替代,还有非常长的路要走。
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医用额温枪传感器:红外额温枪PCBA/芯片/传感器/解决方案

原标题:红外额温枪PCBA/芯片/传感器/解决方案

随着疫情的发展,各种保健器械开始逐渐被大家所熟知并选购,一时之间洛阳纸贵。除了抢购得最热门的消毒水和口罩之外,大家也会准备额温枪来监测自己的体温变化情况。额温枪是利用红外线技术原理来计算温度数据的测量仪器,它能够较为准确的测算出我们在测量时的体温变化情况,方便便携,非常好用。

红外额温枪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光学零件以及位置决定。被测物体辐射的红外首先进入测温仪的光学系统,再由光学系统汇聚射入的红外线,使能量更加集中;聚集后的红外线输入到光电探测器中,探测器的关键部件是红外线传感器,它的任务是把光信号转化为电信号;从光电探测器输出的电信号经过放大器和信号处理电路按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。额温枪主要用于精度不是非常严格的人流温度检测,出入口人口初步温度检测等。

红外额温枪核心芯片主要由ADC芯片和控制芯片设计组成,可实现按键控制、LCD显示、电量检测等功能。测温算法与精度可靠性是额温枪方案的关键技术,通过检测人体额头的表面温度,修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温。两眼中间部位相对测体表温度来说是最接近正常体温的放射源,把额温枪放于距此5-6cm处测温。精度误差需不高于0.3。

红外额温枪产品特点

1、精确测量:测量遍差≤±0.3度。(采用进口红外探测系统)

2、快速测温:测量时间<1秒钟。 3、易于使用:一键测量,操作方便。 4、非接触性:对人体额头测量,不接触人体皮肤。 5、使用寿命:装2节5号电池,可使用超过10万次,产品使用寿命>300万次。

6、测量距离:在5~15CM之内都可以适应,无需固定测量距离。

7、大屏显示:大屏幕液晶显示,白色背光,任何光线都可以清晰显示。

8、温度报警:自由设定报警温度。

9、存储数据:存储32个测量数据,便于分析参考对比。

10、设置修改:可以修改设置参数,以适应不同肤色的人种(白人,黑人,黄色人种等)。

11、单位转换:使用摄氏度、华氏度互相转换。

红外额温枪组成结构

一个完整的额温枪产品是由外壳、内部电路板及电池三个部分组成,对于外壳我们就不说了,属于结构工程师设计范畴,下面重点讲述内部电路组成。从下面额温枪的结构图,可以看出电路器件有:LED显示屏、红外温度传感器、电池、按键、蜂鸣器等。

红外温度传感器:用于采集人体/物体的温度,红外额温枪一般距离额头1~3cm处进行测量,采集到的数据经过信号放大电路进行放大,信号放大电路是可选项。

MCU微处理器:接受红外温度传感器的数据进行处理,对于模拟式的传感器,需要添加A/D转换电路,将模拟信号转换为数字信号,再给MCU处理;对于数字式的温度传感器,可以直接给MCU进行处理。

按键模块:用于模式切换,测量物体,测量额头,测量颈部等模式切换,按键可以自定义,可以做开机键,系统复位键等。

LCD显示屏:MCU控制,用于对温度数据的显示。

蜂鸣器:报警模块,MCU设置正常的温度区间,如35~37.3℃,超过上限或者低于下限,进行蜂鸣器报警,温度过低或过高均不正常。

晶振电路:用于MCU微处理的时钟,提供震荡源。

电池:电池是整个系统的主电源,因为额温枪的便携性,必定是电池供电,电池供电的产品,最重要的是低功耗,在不工作时,系统需要进入睡眠模式,以达到更低的耗电,延长电池寿命。

电源管理:红外温度传感器,显示屏,蜂鸣器等模块的供电电压不一定相同,电池需要转换为合适的电压值给各模块供电,当然,也可以用可充电电池,加入充电电路。

红外额温枪发展前景

随着现代科学技术的发展不断成熟和日益成熟,利用红外状态监测和远程诊断技术,不接触,不取样,不解体,又具有准确,快速,直观的特点,实时在线监测和诊断电气设备最故障。它有国内外电力行业的重视,快速发展。红外探测技术,还有很重要的提高电气设备的可靠性和有效性,提高经济效率的操作,这意味着更低的维护成本。这是在推广该领域目前一般检修预测,也使公共医疗卫生服务水平和设备的步骤的好工具。

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医用额温枪传感器:额温枪芯片传感器方案

原标题:额温枪芯片传感器方案

红外体温枪又称为红外测温仪,可以在1秒内准确地测量出人体的温度。使用时只需将探头对准额头,按下按钮即可。工作原理其实很简单:当物体的温度高于“零度”,即-273℃时,物体会向外辐射红外线。使用红外线探头获得不同物体的红外光线强度,经过放大电路和模数转化电路,即可将温度数据显示在液晶显示器上。

红外额温枪芯片主要使用ADC芯片CS1258和控制芯片CSU8RP1382D设计组成,可实现按键控制、LCD显示、电量检测等功能;ADC模数转换芯片CS1258具有24 bit 分辨率,且输出速率 10~1280Hz 8 档可选;有效位2.35V 参考、40Hz 速率、128 倍增益下 19.5bits 有效位;CS1258可以支持性能、普通、低功耗、休眠模式,同时还支持电压测量、温度测量、BIM 测量及手动测量模式,单命令切换。

CSU8RP1382D芯片作为一个SOC控制芯片,它是一个8位RISC架构的高性能单片机,集成了18Bit高精度ADC和LCD显示模块。常用测量系统的外围器件,只需7个普通的电容即可。此款芯片实现了工作电压(2.5~3.6V)范围内任意把系统校准数据保存到OTP内,具有UART通讯口。

以下为关于CSU8RP1382D芯片的详细功能说明:

8位单片机MCU

内置4K×16位一次性可编程存储器(OTP ROM)

384字节数据存储器(SRAM)

只有43条单字指令

8级存储堆栈

最快指令周期2MHz

模拟特性

2路24bit Sigma-Delta型 ADC

内置1/2/4/8/64/128/256/512倍 PGA

ADC的输出速率30Hz~3.9KHz

内带电荷泵

内带稳压器供传感器和调制器

内置温度传感器

调试出与高精度24位ADC和MCU组成,通过前端测量后台数据传输到云端,用大数据算法进行分析判断,构建动态监测与预警系统的全集成SoC单芯片方案,通过适配主流的热电堆传感器、加上配套的环温跟随补偿算法加持半秒测温技术。为客户提供环境温度校准定标技术集成化,实现额温枪医疗领域低门槛生产,狂揽市场就在今朝。

实时收集测量数据、上传云端服务器

对数据进行存储、分析、统计、筛选

上传、下载数据表,健康预警,提高效率,高效管理

辅助人脸识别身份认证,地址汇报,居家监控汇报

多权限管理后台,适合疫情监管及个人使用

萌键科技打造软硬件云端一体化的行业共性解决方案,将芯片、算法、小程序、性能做到极致,互相打通互相提升,以自创大数据算法构建动态监测与预警系统,独创的无须恒温环境在车间即可校准的SOP技术,为客户的额温枪出产效率提速,这必将是构筑了额温枪智慧医疗领域的护城河。

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医用额温枪传感器:额温枪(红外线测温仪)方案拆解分析

  额温枪(红外线测温仪)针对量测人体额温基准设计,使用非常简单、方便。1秒可准确测温,无镭射点,免除对眼睛之潜在伤害,不需接触人体皮肤,避免交叉感染,一键测温,排查流感。适合家庭用户、宾馆、图书馆、大型企事业单位,也可以用于医院、学校、海关、机场等综合性场所,还可以提供给医务人员在诊所使用。
  一、额温枪用途
  (1)人体体温测量:准确的测量人体体温,替代传统的水银体温计。准备想要孩子的女性可以随时利用红外线测温仪(额温枪)来监测基础体温,记录排卵期的体温,并选择合适的时机受孕,还能测温判断怀孕等等。当然,还有最重要的,随时观察自己体温是否存在异常,避免感染流感,防范猪流感等。
  (2)皮肤温度测量:测量人体的皮肤的表面温度,比如可用于断肢再植入手术时需要测量皮肤的表面温度。
  (3)物体温度测量:测量物体的表面温度,比如可用于茶杯外表的温度的测量。
  (4)液体温度测量:测量液体的温度,如婴儿洗澡水的温度,宝宝洗澡的时候测一下水温,不再担心凉了或者烫着;还可以测量牛奶瓶的水温,方便冲调Baby的奶粉。
  (5)可以测量室温。
  二、额温枪工作原理
  任何物体在高于绝对零度(-273℃)以上时都会向外发出红外线,额温枪通过传感器接收红外线,得出感应温度数据。额温枪的原理就是将热释电传感器输出的电压信号准确转换成温度值显示出来,其中的关键器件就是热释电传感器,也被成为人体红外传感器。虽然测量原理不算复杂,但成品额温枪依然有五大技术难点。
  (1)传感器输出信号幅度小,实测电压低至2μV。 (2)传感器输出信号幅度会受到环境温度的影响,需要做环境温度补偿。 (3)传统额温枪方案不对外开放,有相关经验的工程师少。 (4)做好额温枪需要电子、光学、热学的综合知识。 (5)设计和生产需要精密的实验测试环境(恒温环境)和仪器设备(恒温槽)。
  红外测温原理
  物体处于绝对零度以上时,因为其内部带电粒子的运动,以不同波长的电磁波形式,向外辐射能量,波长涉及紫外、可见、红外光区,但主要处于0.76~3μm的近红外、3~6μm中红外、6~15μm远红外区。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的关系。因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,便能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观。
  红外测温仪的工作过程
  红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇集其视场内的目标红外辐射能量,视场的大小由测温仪的光学零件以及位置决定。被测物体辐射的红外线首先进入测温仪的光学系统,再由光学系统汇聚射入的红外线,使能量更加集中;聚集后的红外线输入到光电探测器中,探测器的关键部件是红外线传感器,它的任务是把光信号转化为电信号;从光电探测器输出的电信号经过放大器和信号处理电路按照仪器内部的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。
  三、额温枪使用方法
  将测温探头置于鼻梁之上,两眼中间部位相对测体表温度来说是最接近正常体温的放射源,把额温枪放于距此5-6cm处测温。精度为±0.3,不建议做医用,但可做流感快速,非接触安全排查用.报警者可经医院及时确诊而进行防治。
  人体正常体温平均在36~37℃之间),超出37.1℃就是发热,37.3-38℃是低烧,38.1-40℃是高烧。40℃以上随时有生命危险。
  四、额温枪的正常体温是多少?
  额温的正常值是35.8到37.8摄氏度。额温枪是通过内置的传感器,对额头辐射的红外能量进行测量后,便能准确的测定出额头表面温度。额温枪因具有简、单快速并且无交叉感染的优势,更适合机场、车站及商场等人流量较大的场所使用。
  在测量体温时为了保证结果的准确性,应避开头发并用酒精清理掉皮肤的油脂和污垢。选择额头正中部,并且保持3至5厘米的距离操作,建议多次测量并选择其中最高的一次作为结果。但是由于额头是暴露在外的皮肤,受外界气温的影响较大。可以选择手腕和脖子等部位,结果会更加真实准确。
  五、额温枪方案设计
  体温是人体最基本的生理参数,对于日常护理和病情检测都是非常重要的,有许多疾病都能通过体温的变化来预测。红外测温为测量人体体温提供了快速、非接触测量手段,解决了传统测温中需要接触的问题,具有回应速度快、测量精度高、测量范围广以及可同时测量目标温度和环境温度的特点。非接触红外测温计针对特定人群,比如儿童或老年人,有很好的效果。因此额温枪的设计有重要的实用意义。
  额温枪整体方案思路
  SIC8P3538精简开发板作为整个系统的控制中心,负责控制启动温度测量,接收测量数据,计算温度值,并根据取得键值控制播放显示过程,同时通过音频输出通道播放温度值;红外测温模块负责温度的测量、采集,并将采集数据通过数据端口传送到SIC8P3538单片机;LED键盘模组中的键盘控制温度显示和播放,数码管显示温度值。SIC8P3538根据LED键盘模组输入的键值判断是否进行温度测量,如果要进行温度测量,通过按键启动红外测温枪进行温度测量,通过显示测量数据。
  额温枪系统软件设计
  初始化红外测温模块,初始化键盘;进入主程序循环,调用键盘扫描程序扫描键盘,根据键值判断执行哪一个程序分支。如果第一个键(K1)按下,调用测量温度程序测量,判断是否正确测到目标温度,否则继续测量,直到测到正确数据;是则播放并显示目标温度值。然后再调用测量温度程序测量,判断是否正确测到环境温度,否则继续测量,直到测到正确数据;是则播放并显示环境温度值。如果第二个键(K2)按下,调用测量温度程序测量,判断是否正确测到目标温度,否则继续测量,直到测到正确数据;是则播放并显示温度值。如果第三个键(K3)按下,调用测量温度程序测量,判断是否正确测到环境温度,否则继续测量,直到测到正确数据;是则播放并显示温度值;如果没有键盘按下,则返回重新扫描键盘。
  总结
  本系统的操作非常简单,虽然取名为“额温枪”,事实上并不是指只能从额部测量温度,还可以测量任何有红外发射的物体表面温度,只是对准额头测温主要是测量人体的体温,作了个形象的比喻。该系统以SIC8P3538精简开发板作为整个系统的控制中心,结合键盘及LED显示模组,实现了对温度的非接触红外测量和语音播报,符合设计要求,具有一定的实用价值。

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