工程师可以开发发烧传感技术。但是我们应该吗?

专业工程师和认证技术人员受道德规范的约束，在法律上约束他们维护与公众有关的最高设计安全标准。但有时，公共安全原则(工程师的注意义务)似乎与我们必须遵守的道德准则相冲突。

2020年5月，中国疾病预防控制中心发布了一份关于全国范围内的“重返工作岗位”计划的一系列建议．这些建议中最具争议的是要求雇主考虑对员工进行日常健康检查，包括体温检查。作为设计师，我们可以利用现代热成像技术在工作场所加速这一过程，但我们应该这样做吗?

韩国仁川机场正在使用FLIR技术。图片由FLIR

先不考虑COVID-19的具体道德问题，我们可以质疑使用这种技术为员工提供健康检查的简单有效性。最近，约拿·m·凯塞尔(Jonah M. Kessel)是一家名为纽约时报决定用红外线在新泽西州的枫树漫步。凯塞尔对使用红外摄像机抗击COVID-19持怀疑态度，并建议将这项技术从工业过程转移到监测公共卫生中充满了技术和伦理方面的障碍。

热成像仪的基本拆卸

根据热成像公司FLIR的说法，热成像仪由四个主要模块组成: 1)光学聚焦红外能量，2)热传感器接收聚焦能量到模拟前端(AFE)接收器，3)DSP处理器调理信号，4)某种类型的显示输出。

对于电路设计者来说，改进AFE是重点。设计规范如滤波、放大、线性和模数转换是AFE设计的核心。德州仪器演示一种热成像相机AFE的参考设计．该设计具有高信噪比和足够的比特密度，可用于ADC内的高分辨率转换。TI也有相机电源和偏置的参考设计(如下所示)。

一种热图像传感器的偏置电源产生图，供超低噪声电源参考设计。图片由德州仪器公司

宽频扫描温和检查的挑战

在工作场所实现大范围热成像的设计挑战是众多的。

相反，让我们关注所有辐射信号的主要物理问题:波的传播。影响传播辐射的关键参数包括1)信号强度(与距离和吸收有关)，2)信噪比(信号相干性)，3)视线挑战(多路径问题)，4)接收机的DSP信号调理(工程)。

我们口头上把红外辐射与体温联系在一起，它受到与所有波传播有关的所有限制。

FLIR全球业务发展总监Chris Bainter表示:“人群扫描的问题是，我们知道温度测量受相机到目标的距离影响，而人群的距离是不同的。”

此外，红外辐射被对流层中的水和二氧化碳分子大量吸收，削弱了信号强度，进一步限制了传感器技术在远距离进行精确医疗测量的有效性。当试图在一群工人中隔离一个人时，信噪比和盲信度是剩下的两个关键问题。每个worker对参考worker来说都是“噪音”，并且每个worker在物理上阻塞了参考worker。

这给工程师们带来了一项艰巨的任务:使用算法和奇特的DSP技术，将每个工人视为一个离散的“信号”，并有效地将他们从更大的数据集中分离出来。

精度的解决方案:视网膜扫描

今天，大规模监测似乎不太可能有效，但有一个可能的技术解决方案，凯塞尔在他的文章中提到。他提出的解决方案——视网膜扫描——可以显著提高精确度。Kessel用他的FLIR摄像机监视他坐在门廊和桌子旁的妻子(如下所示)，两个测试之间有4度的差异。

热测量效能是距离的函数，表明测量个体温度时越近越好。图片(修改)由FLIR和Johan M. Kessel

虽然这不是经验的，但它清楚地说明了Chris Bainter提到的距离测量的挑战。

在建筑入口实施视网膜扫描可以提供一系列功能，包括温度传感。该设备可以谨慎地让员工知道回家，保持隐私。它还可以取代传统的门禁卡。由于所需的底层子系统已经存在，因此将这种技术推向市场的时间将非常短。

考虑到上述四项设计挑战，它们都影响到红外测量的有效性和可靠性，宽扫描热成像不太可能在抗击COVID-19等大流行方面有效。作为工程师和技术人员，我们必须努力维护保护公众的使命，但我们必须以最合乎道德的方式来做到这一点。

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您是否曾开发过任何专门用于抗击COVID-19或帮助工人重返工作岗位的设备?请在下面的评论中分享你的经验。