换个方式看世界，海康微影 手机热成像摄像头 初体验

本内容来源于@什么值得买APP，观点仅代表作者本人 ｜作者：再生妖精

前言

作为一名产品经理，或许是职业习惯，我的业余爱好就是把玩各类电子产品并对用户体验进行研究，也时常会写一些电子产品评测文与大家分享，一晃这个习惯已经持续了十多年，写的评测文也有几百篇了，虽然这只是我的业余爱好，而且这爱好也提费钱的，但我也依然乐此不疲。

正所谓工欲善其事必先利其器，为了在一些产品评测中能有更好的展示效果，我购买了这台 海康威视 出品的 “微影便携手机热成像测温仪”

最初我只是把它当做一个专业工具来使用，但实际体验一段时间后，倒是发现很多有趣的场景和用法。通过热成像用另外一种角度看世界，也是件很有趣的事情。

开箱

产品包装相当的简单，整体为白色的硬质纸盒，

包装内分了左右两个部分。左边是一个便携包，右边是“微影便携手机热成像测温仪”产品主体。

可以将产品主体连同底部泡棉一同放入便携包中，就可以很牢固的固定产品并便于随身携带。

外观

“微影便携手机热成像测温仪”外观精致小巧，整体为银色金属外壳，拿在手里冰冰凉凉，很有质感。

正面带有“HIKMICRO”品牌logo。旁边的热成像传感器镜头外沿一圈红色，也起到了点缀美观的效果。

底部为一些基本型号信息及执行标准

接口为标准 USB Type-C ，兼容目前绝大多数Android手机。

产品参数

产品参数来源于官方产品页

APP

App名为“微影热视”，直接从应用商店搜索安装即可。APP安装完成后，只要插入“微影便携手机热成像测温仪”，便会自动唤起APP。

APP界面底部是主操作界面。这里要吐槽一下，交互界面的标识很不清楚，也没提供一个功能说明页。所有按钮功能都要自己摸索，我把几个按钮的功能在下图标识了。希望官方可以尽快将界面做的清晰明确一些。

配色方案一共15种，其实热成像测温仪实际获得的是灰度图，各种配色都是经过算法结合灰度图后着色形成的画面。

配置界面也很简单

使用场景

原本我购买此设备是为了评测其他电子产品，但是实际使用中也发现了很多有趣的用法。

人体测温

最近一段时间疫情防控是主旋律，而热成像摄像头可以进行非接触式的快速测温。“微影便携手机热成像测温仪”APP提供了超温报警的功能，可以通过此设备与手机搭配，形成简易的发热人群筛查方案。

设备测温

设备测温是我购买此设备的主要用途。

因为经常会评测一些电子产品，而电子产品的温度情况是用户很关心的。如果使用传统测温设备，只能测试某个点的温度。而使用了“微影便携手机热成像测温仪”，可以形成热成像画面，整台设备的热量分布和最高点温度可以一目了然，完全可视化。

笔记本测温

这是一台Alienware M15 ，玩赛博朋克2077 半小时，C面键盘上部温度最高，达到48.1度，键盘区域的温度尤其是WASD区域相对远离温度高点，手感还可以接受，基本不影响长时间游戏体验。

侧面出风口温度62.4度，散热效率较高，温度被快速排出机身。

背部出风口温度64.3度，散热效率较高，温度被快速排出机身。

PC测温

PC测温需要打开侧板，热成像并不能透过玻璃获得准确数据。

PC主机一般待机时CPU附近的供电模组温度最高，而当运行游戏时，显卡的温度开始飙升，可以轻松突破70摄氏度。

手机测温

这是一台黑鲨3S游戏手机，室温15度的情况下跑安兔兔，通过“微影便携手机热成像测温仪”可以清楚的看到温度情况和整体热量分布。

通过这张图可以看出这台手机的温度最高点在机身背部中央，而两侧手握的位置温度并不是很高，所以游戏时握持手感就会好些。如果使用传统测温设备则很难给阅读者如此直接的展示。

小米65W快充，环境温度18度时，使用温度接近40度。

室内环境测温

使用“微影便携手机热成像测温仪”还可以进行室内环境的测温，比如可以看到北京的暖气就是很热，可以达到52.6摄氏度

而我在杭州的公寓，开空调只能吹出43度的热风，这直接体现了南北方冬天室内的差距啊

为了家里保温，可以通过“微影便携手机热成像测温仪”来找到温度从哪里泄露的，比如我就发现门缝一圈都在漏温，回头要买些门缝密封条处理一下。

另外我还通过热成像发现家里最冷的地方竟然是电源插座。伸手在附近一试，果然嗖嗖的冒冷风，而且通过热成像可以看到这个走线管像烟筒一样，整个从上到下一条都是冷的。难道是因为电线管路通到外面了？看来需要买一些插座赛把漏风的插座堵上。

生物测温

这是一只角蛙，已经养了几年了，吃的不多，平时也不叫，就一点点的长大，现在已经一拳大小了

通过“微影便携手机热成像测温仪”可以清楚的看到，蛙类是冷血动物，随着环境温度的降低，蛙的自身温度也随之降低，在热成像图上完全看不到。所以此设备也可以用作给孩子的直观科普。

小狗的体温与人类相仿，不过在寒冷的冬天，狗狗的体表温度也低了一些。

另外我发现使用热成像仪还可以搜索躲在树丛中的小动物，前不久我就用热成像发现了躲在草丛中的猫咪，可是它跑太快，没有拍到。。。

管路检查

使用热成像仪还可以进行管路的检测，可以比较容易发现管路是否漏水，以及从哪里漏的。

实际使用方法是，先在下水管里放一会儿热水。这样整个管路的温度会升上来。之后通过热成像仪就可以清楚的看到整条管路的分布，如果有漏水的地方也可以清晰的看到。

包括热水器管路，暖气管路等，都可以用此方法进行检查。

其他应用

夜间的建筑物热量图

夜间的行人、车辆热量图

下图是铁板烤肉的热成像图，可以看到铁板有120多度。

“微影便携手机热成像测温仪”除了可以拍摄热成像照片以外，还可以录制热成像视频。之前在网上看过一个挺有趣的视频，是放屁后通过热成像仪观看。我本来想录一段，但后来觉得实在有碍观瞻，还是各位自行测试吧。

小结

最初我只是把“微影便携手机热成像测温仪”当做一个专业工具来使用，但实际体验一段时间后，确实发现很多有趣的场景和用法。通过热成像用另外一种角度看世界，也是件很有趣的事情。

优点

体积小巧，做工精致，附赠便携包，便于携带

Type-C连接，兼容性强，使用方便，即插即用

多种配色模式，可生成不同风格的热成像画面

专业品牌，效果和质量有保证

不足

无法多测温点标示，最多1个标记+1个最高点

只能标示最高温，无法标识最低温

热成像照片分辨率不高

温度标示数字无法自动调整颜色和对比度，在很多画面中看不清读数

拍摄的内容在手机图片库中找不到，需要在APP中分享

希望后续能联动手机摄像头，实现同时拍摄普通照片和热成像照片

热成像传感器系统

失效分析实验室 半导体工程师 2021-12-24 09:21

众所周知电子产品有许多应用，它们使我们的生活更舒适、更安全，热成像摄像机越来越多地受到业内人士的重视，特别是在2019新冠疫情爆发之后。

该病毒在全球迅速蔓延，给公共卫生、粮食系统和日常工作带来了前所未有的挑战，并导致全世界人口急剧丧失；就业机会暴跌，数百万人的生计处于危险之中。面对这场危机，找到一种从远处快速测量体温的方法(包括同时扫描一群人，而不干扰他们的活动)，对于控制这场灾难非常重要。这是因为体温升高是病毒感染的常见症状之一，因此，有效识别发烧者的能力有助于控制冠状病毒传播。而热成像传感器是赋予我们这种能力的核心技术。

热成像传感器

但什么是热成像传感器，热成像摄像机如何让我们远距离测量体温的呢？这一切问题都困扰着之前的科学家，而现在一切都变得“稀松平常”。热成像传感器是一种微机电系统(MEMS)芯片，包括一系列对长波红外电磁辐射(LWIR)敏感的探测器，波长在8-14微米之间。所有在0开尔文以上的物体和所有生物都在这个光谱范围内发出辐射，这种辐射的强度代表了它们的表面温度。

与波长在400至700纳米之间的可见光不同，人眼是看不见长波红外辐射的。然而，组成热成像仪阵列的探测器能够通过以可测量的方式改变其性质来响应入射红外热，例如，通过改变其电阻或由于塞贝克效应产生电压输出。这些信号经过电路被放大和转换，最终转换成实际的温度值。因此，每个热探测器都可以快速的捕捉自己视场内物体的表面温度，然后利用其内置的二维平面像素阵列来获取类似于灰阶图像，而且每个像素代表场景的热度而不是传统意义的亮度。

图1: 可视相机图像与热成像相机图像

上述图像可以通过下面图中的红外热成像芯片捕捉到。

图2: Meridian Innovation 80 × 62分辨率长波红外热成像芯片和模块

人体体温的测量

我们前面已经说过，热成像仪可以测量视场中物体的表面温度。而现在的问题是，我们是否可以利用热成像仪中的信息来确定人体的体温。在回答之前，让我们回顾一下，体温一般是用水银或数字温度计测量的，这些温度计必须与身体的隐蔽部位接触，因为隐蔽部位的温度与内部器官的温度非常接近。目前医疗上最准确的体温测试是通过直肠来测量（舌下和腋下普遍会比体内问题低0.3~0.6摄氏度）

图3: Boots 接触式温度计(l)(来源: Meridian Innovation)和前额温度计

但是现在又不一样了，接触式温度计的局限性已经被不同类型的非接触式红外线感应温度计的发展所克服，我们设计出不同种类和大小的红外温度计来对于人体上各种器官进行测量。例如额头测温枪和耳道远端的鼓室温度计、颞动脉温度计等。但是这些设备都有或多或少的问题：

1.他们有一个单一的长波红外探测器，用来感应皮肤温度，采用体硅热电堆技术。

2.根据测得的表面温度、环境温度和传热方程，计算出来的核心体温

3.温度计必须放置在非常接近皮肤的地方(最多几厘米) ，即使是不接触式的但是也不能离得太远。

用于探测高温的热成像摄像机

另一方面，热成像相机是围绕前面描述的热成像传感器建造的，因为要获得更加清晰的图片，所以使用的探测器不仅要小型化，而且还要让灵敏的探测器具有更短的响应时间，所以不仅可以捕捉静态场景，而且视频流的帧速率也从1提升至30帧率/秒。

另外还要再加上一个特殊的镜头，通常有一个至少40 ° 的角度视场，这项技术可以捕捉复杂的，动态的热场景，包括在同一时间多个人，往往距离可以在50厘米到几米之间。对于初学者来说，探测器只能感知皮肤表面的温度。同前额温度计一样，核心体温必须根据人体的某些生物物理模型来计算，现在的问题是用哪个像素作为皮肤温度的代表，因为热成像仪以多个像素解析人脸，温度读数的变化可能超过1 ° c。

此外，诸如镜头的瑕疵、摄像机与被摄物体之间的视角、面罩、遮脸发型、眼镜等因素，都会导致温度读数有些不准确。这就是热图像处理和分析的关键作用发挥的地方，各种误差大多具有系统性质，可以根据热成像中的”多余”信息予以补偿。然而，这使得用于发热探测的热成像相机的设计变得相当复杂，需要对热成像传感器的特性有详细的了解，对热成像学和一些生物物理学有很好的理解，当然，还需要精通图像和数据分析。

图5: Meridian Innovation多人发烧检测相机解决方案(来源: Meridian Innovation)

这种处理的结果如图5所示，在给定的视觉框架和热感框架中识别出三个人，并在视觉框架上注释每个人的估计核心体温。受试者探测和随后的核心体温估计的整个过程则完全基于热视频流。

结论

热成像传感器现在很容易获得和支撑起的大众市场产品。易用的硬件设计和软件解决方案将采用这项技术，并加速热成像摄像机的开发周期。这些产品可以帮助控制新冠这种流行病，可以说创新技术促进更安全和更美好的生活。

半导体工程师

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