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?第3代负20到50度高低温额温枪方案在深圳横空出世

2021-02-01
来源: 电子工程专辑

  12月2日,随着冬季的到来,东北黑龙江某学校为了防疫紧急采购了一批医疗级额温枪给孩子们测体温,结果发现重大问题,孩子们体温不是超标就是低于32度,当时环境温度在0°C以下,这只能说明这批医疗级额温枪全都失灵了。这些医疗级额温枪在东北市场的出现给中国北方乃至全世界的疫情防控网,留下了一个巨大的漏洞。这使人有理由怀疑,目前黑龙江和河北的疫情扩散,是否与这些医疗级额温枪有关呢?

  图1:东北和河北很多额温枪在冬季出现测不出和测不准现象

  这或许是中国有些地方政府防控工作的一个盲点,因为很多政府或民间人士不知道中国医疗级额温枪的设计环境工作温度范围是16度到35度,而冬季的东北和河北的气温早就降到了0°C以下,最低时已经降到零下20度,这些医疗级额温枪出现测不准或测不出现象实属理所应当,因此,要想让东北,华北,乃至西北的疫情防控网没有漏洞,必须全面淘汰这些医疗级额温枪,中国北方市场必须尽快更换成能够满足冬季低温工作环境的第3代额温枪。

  幸运的是,就在这个紧要关头,久负盛名的深圳额温枪方案商西城微科电子及时推出了能够在零下20度到50度气温环境下正常工作的第3代高低温额温枪方案,而且在这么宽的工作环境温度范围内测温精度都能达到±0.2度。

  这是非常了不起的技术杰作,要知道目前的医用额温枪标准也只是在16度到35度工作环境温度范围内测温精度达到±0.2度。也就是说,目前消费级第3代额温枪无论是关键性能指标还是工作环境温度范围,均已经远超目前的医用级额温枪。

  据笔者了解,目前市场上还没有其它方案商能够满足这么宽工作温度范围的高精度额温枪方案,不管是中国大陆还是台湾厂商。

  深圳西城微科电子硬件总监洪七公表示,我们历经2个月日以继夜的努力才开发出这个方案,其难点不仅在于必须根据实验数据每隔0.2度一点一点去校准红外热电堆传感器的VT曲线,而且还在于必须在零下20度到55度高温下去调整PCBA板上各个元器件的参数和算法,目前我还没看到市场上有哪家方案商愿意花时间下这个苦功夫。

  洪七公特别指出,在方案开发阶段,我们试用了目前市场最常见的红外热电堆传感器,不管是x2xx,x3xx,还是TP3143,结果发现,TP3143的电压灵敏度最高,所以在最终的方案中,我们决定采用深圳智慧湾科技开发的TP3143。

  

  图2:TP3143红外热电堆传感器

  深圳智慧湾科技总经理蔡锦江说,TP3143红外热电堆传感器的特点或优势至少有以下7点:

  1,该芯片采用优化结构设计,使得吸热升温达到最优,信噪比最优,响应率更高,测温精度可以达到0.05°C。

  2,吸热薄膜经过特殊设计,可以保证吸热面非常平整,无任何褶皱,吸热效率更高。

  3,芯片正面采用CMOS工艺制作,一致性好。

  4,背腔采用干法刻烛刻,刻灼均匀性控制在0.1%,不同批次无需更新VT表。

  5,热敏电阻采用1%精度NTC电阻,测温精度更高。

  6,密封干燥氮气,稳定性可以维持3-4年。

  7,完成高低温冲击等各种可靠性测试,质量保证。

  

  表1:市场上三种最常用红外热电堆传感器性能对比表

  深圳西城微科电子总经理杨峰也强调说:“继去年5月我们推出可以在40度环境温度下正常工作的第2代高温额温枪方案以来,我们一直在这个市场上坚持耕耘,从没有因为这个市场的起起落落而放弃努力,这也是我们能够在冬季来临之前推出第3代高低温额温枪方案的根本原因,我相信这是目前市场上唯一的低温方案。”

  据不完全统计,目前西城微科第3代高低温额温枪方案已经占据了大半的市场份额,基本上覆盖了目前市场上主要的额温枪品牌客户。杨总透露:“目前第3代额温枪需求主要来自中国北方地区。不远的将来,来自北美和欧洲的需求也将逐渐多起来,毕竟光靠疫苗来控制疫情目前来看还不太现实。”

  额温枪一直是中国各地政府,企业和社区防控新冠疫情扩散的主要工具之一,为中国取得不俗抗疫成绩立下了汗马功劳。虽然说新冠疫苗是全球各国抵抗新冠病毒的终极手段,但不管是新冠病毒的变异,现有疫苗生产数量的不足,疫苗接种速度太慢,还是现有疫苗的成熟度和可靠性等问题,额温枪注定在未来几年内还有自己的用武之地。

  特别是随着拜登政府的上台,美国社会也必然会逐渐回归理性,口罩强制令即将颁发,美国社会也开始认识和重视口罩的保护作用,额温枪作为一种既便宜又实用的大众级防疫抗疫工具,美国和西方国家没有理由不利用它来稳定和控制本国的新冠疫情。

  为了保护人流密集公众场合和人流相对稀少的社区,商场,校园和企业场所检测人员的安全,中国企业分别推出了可以自动检测多点体温的热成像仪和半自动检测单点体温的立柱式或挂壁式测温仪,它们均无需检测人员在现场,但前者单价在几万元RMB以上,而后者只需要几百元RMB,这么大价差也直接导致了半自动立柱式或挂壁式测温仪市场的兴起。

  

  图3:深圳恒胜创科技总经理李望财和他开发的立柱式测温仪

  深圳恒胜创科技总经理李望财表示:“低成本半自动立柱式或挂壁式测温仪使得单位或企业无需安排专职人员做检测工作,既节省了人力成本,又消除了专职检测人员近距离接触新冠病毒感染者的风险,因此深受学校,医院,企业,社区等单位的欢迎,目前我们方案的出货量每月10万台左右,整个市场出货量每月估计在100万台左右。”

  深圳恒胜创科技最近也开发出了-20度到50度的宽温立柱式或挂壁式测温仪方案,精度达到±0.2度,该方案采用了杰理科技集成了24位ADC和32位MCU的SoC,以及深圳智慧湾科技的红外热电堆传感器TP3143。

  

  图4:深圳恒胜创科技开发的立柱式测温仪采用了智慧湾科技的TP3143传感器

  恒胜创科技总经理李望财说:“我们测试了很多品牌的红外热电堆传感器,结果发现TP3143的灵敏度最高,它在零度环境温度下输出仍能达到10mV左右,远胜过其它品牌,在其它品牌测温仪测不出或测不准的地方,我们的方案不仅测得出,而且仍能保持很高的测温精度。”

 


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