detection of elevated body temperature · according to iec 80601‐2‐59, the detector of the...

7
Detection of Elevated Body Temperature Thermal Imaging Solutions from InfraTec InfraTec GmbH Infrarotsensorik und Messtechnik Gostritzer Straße 61 – 63 01217 Dresden / GERMANY Phone +49 351 82876610 Fax +49 351 82876543 Email [email protected] www.InfraTec.eu Headquarters InfraTec infrared LLC 5048 Tennyson Pkwy. Plano TX 75024 / USA Phone +1 8442263722 (toll free) Email thermo@InfraTecinfrared.com www.InfraTecinfrared.com USA office © InfraTec 08/2020 (All the stated product names and trademarks remain in property of their respective owners.) Page 1 The current Corona pandemic has worldwide led to a high demand for thermal imaging systems to detect elevated body temperature. Many companies and organisations are interested in using thermal screening to quickly, reliably and contactlessly identify potentially ill persons at the entrance to their premises in order to protect others from infection. What solutions does InfraTec offer to detect elevated body temperature? InfraTec provides complete, ready to use solutions tailored to the detection of elevated body temperature. Our cameras offer high thermal and spatial resolution making them faster and more reliable than those using low resolution. The camera combined with our application specific software, display and control computer and a tripod is all you need to get you started. Packages are based on the following core components depending on your choices: Thermal cameras of the series VarioCAM® High Definition, VarioCAM® HDx or PIR uc 605 Excellent thermal resolution up to 0.02 K Measurement accuracy in special HiPrec mode up to ± 0.8 K Geometric resolution up to (1,024 × 768) IR pixels (XGA) allowing for multipleperson screening Thermography software THERMALCHECK Automatic optical and optionally acoustic alarm Algorithmbased accuracy up to ± 0.3 K In the selectable automatic mode the system will automatically detect if a person is facing the camera and take a measurement of the body temperature Accessories for a direct start Tripod to mount the camera Laptop to configure and control the system and for reporting (with configurable privacy settings) Comprehensive InfraTec service 24hour service hotline Warranty up to 48 months Software update service free of charge for up to 36 months Upgrade options for using the camera system for other measurement tasks

Upload: others

Post on 14-Mar-2021

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Detection of Elevated Body Temperature · According to IEC 80601‐2‐59, the detector of the thermal camera must have at least (320 × 240) measurement pixels, whereby the face

Detection of Elevated Body Temperature Thermal Imaging Solutions from InfraTec 

 

InfraTec GmbH 

Infrarotsensorik und Messtechnik 

Gostritzer Straße 61 – 63 

01217 Dresden / GERMANY 

Phone  +49 351 82876‐610 

Fax  +49 351 82876‐543 

E‐mail  [email protected] 

  www.InfraTec.eu 

Headquarters 

InfraTec infrared LLC 

5048 Tennyson Pkwy. 

Plano TX 75024 / USA 

Phone  +1 844‐226‐3722 (toll free) 

E‐mail  thermo@InfraTec‐infrared.com 

  www.InfraTec‐infrared.com 

USA office 

© InfraTec 08/2020 (All the stated product names and trademarks remain in property of their respective owners.)               Page 1

  

The current Corona pandemic has worldwide led to a high demand for thermal imaging systems to detect elevated 

body temperature. Many companies and organisations are interested in using thermal screening to quickly, reliably 

and contactlessly  identify potentially  ill persons at the entrance to their premises  in order to protect others from 

infection. 

 

What solutions does InfraTec offer to detect elevated body temperature? 

InfraTec  provides  complete,  ready  to  use  solutions  tailored  to  the  detection  of  elevated  body  temperature. Our 

cameras  offer  high  thermal  and  spatial  resolution  making  them  faster  and  more  reliable  than  those  using  low 

resolution. The camera combined with our application specific software, display and control computer and a tripod is 

all you need to get you started. Packages are based on the following core components depending on your choices: 

 

Thermal cameras of the series VarioCAM® High Definition, VarioCAM® HDx or PIR uc 605 

Excellent thermal resolution up to 0.02 K 

Measurement accuracy in special HiPrec mode up to ± 0.8 K 

Geometric resolution up to (1,024 × 768) IR pixels (XGA) allowing for multiple‐person screening  

 

Thermography software THERMAL‐CHECK 

Automatic optical and optionally acoustic alarm 

Algorithm‐based accuracy up to ± 0.3 K 

In the selectable automatic mode the system will automatically detect if a person is facing the camera and take a 

measurement of the body temperature 

 

Accessories for a direct start 

Tripod to mount the camera 

Laptop to configure and control the system and for reporting (with configurable privacy settings) 

 

Comprehensive InfraTec service 

24‐hour service hotline  

Warranty up to 48 months 

Software update service free of charge for up to 36 months  

Upgrade options for using the camera system for other measurement tasks 

   

Page 2: Detection of Elevated Body Temperature · According to IEC 80601‐2‐59, the detector of the thermal camera must have at least (320 × 240) measurement pixels, whereby the face

Detection of Elevated Body Temperature Thermal Imaging Solutions from InfraTec 

 

InfraTec GmbH 

Infrarotsensorik und Messtechnik 

Gostritzer Straße 61 – 63 

01217 Dresden / GERMANY 

Phone  +49 351 82876‐610 

Fax  +49 351 82876‐543 

E‐mail  [email protected] 

  www.InfraTec.eu 

Headquarters 

InfraTec infrared LLC 

5048 Tennyson Pkwy. 

Plano TX 75024 / USA 

Phone  +1 844‐226‐3722 (toll free) 

E‐mail  thermo@InfraTec‐infrared.com 

  www.InfraTec‐infrared.com 

USA office 

© InfraTec 08/2020 (All the stated product names and trademarks remain in property of their respective owners.)               Page 2

Which advantages does the InfraTec solution offer when detecting elevated body temperature? 

Highest accuracy up to ± 0.3 K 

Operation without additional reference temperature radiator possible  

Having the largest number of pixels our system can screen multiple people at the same time, faces at different 

heights (children for example) or distances from the camera. Only the high number of pixels gives you the same 

reliability over a larger field of view as required in the specifications for the size of the optimal measurement area 

according to IEC 80601‐2‐59 

 

How is the thermographic screening proceeded? 

The thermal camera and software are ready  for use  in  just a  few steps. Here, measurement distances, which result 

from the device configuration, have to be kept exactly in order to avoid errors during screening itself and thus to be 

able to achieve a reliable result. 

 

1. Choosing a suitable screening position 

The screening must be carried out in an indoor 

environment with constant room temperature 

The persons to be screened should stand in front of a 

homogeneous, matt surface at room temperature 

(for example panel wall or fabric) 

2. Setting up the system 

The thermal camera is mounted on the tripod 

according to the maximum distances to be observed 

(see information on configuration) 

Determining the correct measurement distance to 

the person (placing a floor marker for orientation) 

 

  Legend 1  Thermal camera on tripod  5  Position of the person 

2  Monitor with result display  6  Background (matt) optimal to prevent 

3  Distance from the camera to the person    interference radiation from the environment 

4  Field of view of the camera (VGA: up to 64 cm  

(25 inches), XGA: up to 102 cm (45 inches)) 

7  Control plane with fixed distance to the camera lens 

Page 3: Detection of Elevated Body Temperature · According to IEC 80601‐2‐59, the detector of the thermal camera must have at least (320 × 240) measurement pixels, whereby the face

Detection of Elevated Body Temperature Thermal Imaging Solutions from InfraTec 

 

InfraTec GmbH 

Infrarotsensorik und Messtechnik 

Gostritzer Straße 61 – 63 

01217 Dresden / GERMANY 

Phone  +49 351 82876‐610 

Fax  +49 351 82876‐543 

E‐mail  [email protected] 

  www.InfraTec.eu 

Headquarters 

InfraTec infrared LLC 

5048 Tennyson Pkwy. 

Plano TX 75024 / USA 

Phone  +1 844‐226‐3722 (toll free) 

E‐mail  thermo@InfraTec‐infrared.com 

  www.InfraTec‐infrared.com 

USA office 

© InfraTec 08/2020 (All the stated product names and trademarks remain in property of their respective owners.)               Page 3

3. Powering up the system 

Turn on the thermal camera approximately 30 minutes prior to use for optimal equilibrium 

Connect the thermal camera to the computer (included in the scope of delivery depending on the package) 

according to the instructions 

Start the THERMAL‐CHECK software 

 

4. Confirm or configure the alarm set points 

 

Hint: "no person" indicates that there is currently no person monitored, you may still see the last image taken. 

 

5. Start of the screening process 

The screening will start automatically. As soon as a (test) person’s face is in the marked area (inner green frame), the 

measurement is performed. "OK" indicates the measurement has not crossed the alarm threshold. 

 

Page 4: Detection of Elevated Body Temperature · According to IEC 80601‐2‐59, the detector of the thermal camera must have at least (320 × 240) measurement pixels, whereby the face

Detection of Elevated Body Temperature Thermal Imaging Solutions from InfraTec 

 

InfraTec GmbH 

Infrarotsensorik und Messtechnik 

Gostritzer Straße 61 – 63 

01217 Dresden / GERMANY 

Phone  +49 351 82876‐610 

Fax  +49 351 82876‐543 

E‐mail  [email protected] 

  www.InfraTec.eu 

Headquarters 

InfraTec infrared LLC 

5048 Tennyson Pkwy. 

Plano TX 75024 / USA 

Phone  +1 844‐226‐3722 (toll free) 

E‐mail  thermo@InfraTec‐infrared.com 

  www.InfraTec‐infrared.com 

USA office 

© InfraTec 08/2020 (All the stated product names and trademarks remain in property of their respective owners.)               Page 4

6. If the temperature is above the alarm set point  

The result part of the screen will turn red and depending on your configuration additional audio‐visual alarms may be 

triggered. 

 

Optical alarm (optional additional acoustic alarm) when the temperature range defined in advance is exceeded 

 

Thermographic screening for the detection of elevated body temperatures in detail 

Certainly, thermal cameras can neither detect a virus  itself nor whether a person  is carrying a virus! However, these 

cameras enable the precise non‐reactive, contactless measurement of surface temperatures while using the technical 

temperature measurement technology known as thermography or thermal  imaging. Hence, they are highly suitable 

for  the  quick  and  easy  detection  of  elevated  body  temperatures, which  can  be  an  indication  of  a  possible  virus 

infection. Such  indications must, of course, always be  followed by other examination methods  that allow a  reliable 

positive or negative statement about the disease and to initiate appropriate actions! The term "detecting a fever" in 

the  sense  of  a  (medical)  fever  diagnosis  is  actually  not  permitted  as  a  designation  for  the  above‐mentioned 

thermographic recording of elevated body temperatures with thermal cameras under strict observation: One reason is 

that  fever  is  a  complex medical  phenomenon.  The  other  reason  is  that,  from  a  purely  formal  point  of  view,  the 

cameras used are "only" technical measuring devices and not medical diagnostic instruments. 

 

Thermography  systems  measure  surface  temperatures  based  on  the  emitted  heat  radiation,  for  example  the 

temperature of the human skin surface. However, this is different from the internal body temperature, the so‐called 

body core temperature. The temperature of the skin surface depends on the ambient temperature (summer, winter, 

direct  sunlight,  and  so on).  In  addition,  a  light  film of water  can produce evaporative  cooling due  to perspiration. 

Furthermore, beards, haircuts, face masks, etc. cause many areas of the skin on the face to be optically "covered" and 

the heat  radiation  cannot  reach  the  camera unhindered. Thus,  the  skin  surface  in most parts of  the  face  is  rather 

unsuitable for reliable and repeatable thermographic temperature measurement. 

 

 

 

 

Page 5: Detection of Elevated Body Temperature · According to IEC 80601‐2‐59, the detector of the thermal camera must have at least (320 × 240) measurement pixels, whereby the face

Detection of Elevated Body Temperature Thermal Imaging Solutions from InfraTec 

 

InfraTec GmbH 

Infrarotsensorik und Messtechnik 

Gostritzer Straße 61 – 63 

01217 Dresden / GERMANY 

Phone  +49 351 82876‐610 

Fax  +49 351 82876‐543 

E‐mail  [email protected] 

  www.InfraTec.eu 

Headquarters 

InfraTec infrared LLC 

5048 Tennyson Pkwy. 

Plano TX 75024 / USA 

Phone  +1 844‐226‐3722 (toll free) 

E‐mail  thermo@InfraTec‐infrared.com 

  www.InfraTec‐infrared.com 

USA office 

© InfraTec 08/2020 (All the stated product names and trademarks remain in property of their respective owners.)               Page 5

Only a few regions on the head are really useful for thermographic screening: 

The auditory canal  It  displays  the  body  core  temperature  very  well  and  is  used  for  non‐contact 

temperature measurement with manually applied so‐called ear thermometers, which 

are  approved  as  medical  diagnostic  instruments.  However,  measurement  by 

thermography  is not practical, as  the  test person would have  to be positioned very 

precisely in relation to the camera and, in addition, the ear canal is often covered by 

the hairstyle. 

 

The oral cavity  It  is  in principle very suitable.  In this case, however, the test persons would have to 

position  themselves  in  front  of  the  thermal  camera with  their mouths wide  open, 

which is not effective in terms of hygiene. 

 

The eye region  Especially  that part where  the  tear ducts are  located,  just below  these  small areas, 

strong  blood  vessels  ensure  a  temperature  that  is  very  close  to  the  core  body 

temperature. Their excellent  suitability  for detecting elevated body  temperature by 

means of frontal thermography of the facial area has been proven in several studies. 

However, they are only a few mm2 in size, which means that high demands are placed 

on  the  geometric  resolution  of  the  camera.  Furthermore,  the  eyes  must  not  be 

covered by glasses. 

 

 

Punctual measurement at the inner corner of the eye 

InfraTec,  therefore,  consistently uses  thermographic  temperature measurement  at  the  inner  eyelid  corner  for  the 

detection of elevated body temperature as the demonstrably safest and most reliable method for thermal screening. 

   

Page 6: Detection of Elevated Body Temperature · According to IEC 80601‐2‐59, the detector of the thermal camera must have at least (320 × 240) measurement pixels, whereby the face

Detection of Elevated Body Temperature Thermal Imaging Solutions from InfraTec 

 

InfraTec GmbH 

Infrarotsensorik und Messtechnik 

Gostritzer Straße 61 – 63 

01217 Dresden / GERMANY 

Phone  +49 351 82876‐610 

Fax  +49 351 82876‐543 

E‐mail  [email protected] 

  www.InfraTec.eu 

Headquarters 

InfraTec infrared LLC 

5048 Tennyson Pkwy. 

Plano TX 75024 / USA 

Phone  +1 844‐226‐3722 (toll free) 

E‐mail  thermo@InfraTec‐infrared.com 

  www.InfraTec‐infrared.com 

USA office 

© InfraTec 08/2020 (All the stated product names and trademarks remain in property of their respective owners.)               Page 6

The following requirements are essential 

A) Requirements for the geometrical resolution of thermal cameras 

Since the regions to be measured each have a dimension of approximately (3 × 3) mm² (0.014 square inches), a 

high spatial resolution of 1 mm2 (1 mm is 1/25 of an inch) (size of a measurement pixel on the object to be 

measured) is required to reliably avoid measurement errors caused by geometric factors. 

A sufficiently large field of view is necessary to capture people of different heights without the need to constantly 

move the camera. This requires a certain minimum number of measurement pixels or minimum detector formats. 

According to IEC 80601‐2‐59, the detector of the thermal camera must have at least (320 × 240) measurement 

pixels, whereby the face of the test person must be covered with at least (240 × 180) pixels (here approximately 

56 % of all measurement pixels). In this case, the camera would have to be repeatedly moved by hand or people 

would have to get on and off a step in order to be able to take a measurement. 

Considerably higher flexibility is offered by more powerful thermal cameras with considerably more than  

(320 × 240) measuring pixels. These enable a sufficiently large field of view (FOV), for example to take 

thermographs of several people at the same time. This also ensures that the facial area or the eyelid angle of each 

individual subject is still filled with enough measurement pixels to have a good measurement in a reasonable time. 

 

In order  to meet  the criterion of high  spatial  resolution  required by  the  international  standard,  InfraTec offers  the 

following preferred configurations (assuming 20 cm (8 inches) to be the width of the face being screened): 

 

Thermal camera  Detector 

format 

Opening 

angle 

Possible 

measurement 

range  

(A) 

FOV 

(B) 

Filled FOV 

width by 

face area 

Max. 

number of 

persons per 

camera 

PIR uc 605 /  

Standard lens 

(640 × 480)  (32.9 × 24.2)°  ≤ 1.1 m /  

≤ (3.6) feet 

≤ (63 × 47) cm /  

≤ (25 × 19) inches  

approx. 31 %  1 

PIR uc 605 /  

Telephoto lens 

(640 × 480)  (12.4 × 9.3)°  ≤ 3.0 m /  

≤ (9.8) feet 

≤ (65 × 49) cm /  

≤ (26 × 19) inches 

approx. 31 %  1 

VarioCAM® HDx /  

Standard lens (VGA) 

(640 × 480)  (30.4 × 23.1)°  ≤ 1.17 m /  

≤ (3.84) feet 

≤ (64 × 48) cm /  

≤ (25 × 19) inches 

approx. 31 %  1 

VarioCAM® HDx /  

Telephoto lens (VGA) 

(640 × 480)  (15.5 × 11.6)°  ≤ 2.35 m /  

≤ (7.71) feet 

≤ (64 × 48) cm /  

≤ (25 × 19) inches 

approx. 31 %  1 

VarioCAM® High Definition / 

Standard lens (XGA) 

(1,024 × 768)  (32.4 × 24.6)°  ≤ 1.76 m /  

≤ (5.77) feet 

≤ (102 × 77) cm /  

≤ (40 × 30) inches 

approx. 20 %  2 

VarioCAM® High Definition / 

Telephoto lens (XGA) 

(1,024 × 768)  (16.5 × 12.4)°  ≤ 3.52 m /  

≤ (11.55) feet 

≤ (102 × 77) cm /  

≤ (40 × 30) inches 

approx. 20 %  2 

 This  overview  illustrates  that with  larger  detector  formats,  there  is more  flexibility with  regard  to  the  number of 

persons that can be screened at the same time and their height (for example, (1.5 ... 2) m ((4.9 … 6.6) feet)), without 

having to constantly reposition the camera to meet the criterion of the required spatial resolution. To achieve more 

flexibility with regard to different person sizes it would also be conceivable to tilt the camera by 90° to get more pixel 

in the vertical. The measurement distance can, of course, be further reduced within the bounds of possibility in order 

to  improve  the  spatial  resolution.  However,  the  field  of  view will  then  become  correspondingly  smaller  and  the 

demands on  the  lateral placement of  the  test persons will  increase. The angle of  incidence, which determines  the 

relationship between  the measurement distance and  the  field of  view  size,  can be  varied by  selecting  the  IR  lens. 

Compared to telephoto lenses, standard InfraTec lenses offer the advantage of a larger field of view as well as a larger 

depth of field, which makes it easier to keep the permissible tolerances of the measurement distance, thus ensuring a 

Page 7: Detection of Elevated Body Temperature · According to IEC 80601‐2‐59, the detector of the thermal camera must have at least (320 × 240) measurement pixels, whereby the face

Detection of Elevated Body Temperature Thermal Imaging Solutions from InfraTec 

 

InfraTec GmbH 

Infrarotsensorik und Messtechnik 

Gostritzer Straße 61 – 63 

01217 Dresden / GERMANY 

Phone  +49 351 82876‐610 

Fax  +49 351 82876‐543 

E‐mail  [email protected] 

  www.InfraTec.eu 

Headquarters 

InfraTec infrared LLC 

5048 Tennyson Pkwy. 

Plano TX 75024 / USA 

Phone  +1 844‐226‐3722 (toll free) 

E‐mail  thermo@InfraTec‐infrared.com 

  www.InfraTec‐infrared.com 

USA office 

© InfraTec 08/2020 (All the stated product names and trademarks remain in property of their respective owners.)               Page 7

smoother screening process and higher  throughput. The correct distances of  the person  to  the  lens of  the selected 

camera can be taken from the values in table columns A and B. With the VarioCAM® High Definition, two persons can 

be  screened  at  the  same  time  due  to  the  larger  field  of  view  (important:  additional  partition  wall  absolutely 

necessary). 

 

    

Legend 1  Thermal camera on tripod  4  Position of the person/two persons (only possible with partition 

wall using VarioCAM® High Definition with XGA resolution)  

2  Distance from the camera to the person  5  Portable  partition wall  (matt)  for  shielding  from  interference 

radiation from the environment 

3  Horizontal field of view of the camera     

 B) How accurately can thermographic systems be used to measure an elevated body temperature? Usually,  absolute  temperature measurement  accuracies of  thermographic  systems  are  specified  to ± 2 K or ± 2 % 

under the assumption of black body measurement and to ± 1 K or ± 1 % for very good systems. This measurement 

uncertainty  is related to the operating temperature range of the camera, which  is often specified as (‐20  ... 50) °C /  

(‐4 … 122) F. In room temperature environments and in restricted measurement ranges, they are much more precise 

(up to ± 0.8 K in HiPrec mode), but not as accurate as, for example, contact thermometers. 

 

Solutions from InfraTec with optimised measurement accuracy: Comparative analysis, for which InfraTec systems are 

ideally suited, is one way of further improving measurement accuracy. With the help of the innovative thermography 

software THERMAL‐CHECK the moving average or median of the measured temperatures of the inner eyelid angles of 

the  last  for example 10 test persons without detected  increased body temperature  is continuously determined and 

used as a reference. This is based on the fact that test persons with elevated body temperature are a rare exception, 

whereas  inconspicuous  test  persons  include  the  objectively  occurring  environmental  variations  to  which  all  test 

persons are subject in the reference.  In addition, the user (operator) defines a temperature threshold of for example 

(1 ... 2) K above this reference value, and if this temperature threshold is exceeded, a corresponding message or alarm 

is issued. This comparative analysis has proven to be very robust under practical conditions. If a person should have a 

correspondingly higher temperature, this  is reliably detected (up to ± 0.3 K accuracy). This method can be practiced 

with  InfraTec's  high‐quality  thermal  camera  series  VarioCAM®  High  Definition  without  additional  aids  such  as 

reference temperature radiators.