【安防知識網】紅外熱成像的原理
我們人眼能夠感受到的可見光波長為0.38—0.78微米。通常我們將比0.78微米長的電磁波，稱為紅外線。自然界中，一切物體都會輻射紅外線，因此利用探測器測定目標本身和背景之間的紅外線差，可以得到不同的紅外圖像，稱為熱圖像。
同一目標的熱圖像和可見光圖像是不同，它不是人眼所能看到的可見光圖像，而是目標表面溫度分布圖像，或者說，紅外熱圖像是將人眼不能直接看到目標的表面溫度分布，變成人眼可以看到的代表目標表面溫度分布的熱圖像。
紅外熱成像的特點
自然界所有溫度在絕對零度(-273℃)以上的物體，都會發(fā)出紅外線，紅外線(或稱熱輻射)是自然界中存在最為廣泛的輻射。大氣、煙云等吸收可見光和近紅外線，但是對3-5微米和8-14微米的紅外線卻是透明的。因此，這兩個波段被稱為紅外線的“大氣窗口”。我們利用這兩個窗口，可以在完全無光的夜晚，或是在煙云密布的惡劣環(huán)境，能夠清晰地觀察到前方的情況。正是由于這個特點，紅外熱成像技術可用在安全防范的夜間監(jiān)視和森林防火監(jiān)控系統中。
紅外熱成像儀概述
采用紅外熱成像技術，探測目標物體的紅外輻射，并通過光電轉換、信號處理等手段，將目標物體的溫度分布圖像轉換成視頻圖像的設備，我們稱為紅外熱成像儀。紅外熱成像儀可分為致冷型和非致冷型兩大類。致冷型的熱靈敏度高,結構復雜,一般用于軍事用途,而非致冷型靈敏度雖低于致冷型，但其性能已可以滿足多數軍事用途和幾乎所有的民用領域。由于不需要配備制冷裝置，因此非制冷紅外熱成像儀可靠性及性價比較致冷型的高。
紅外熱像儀的優(yōu)勢
常規(guī)夜晚可見光器材不能滿足人們對夜晚監(jiān)控的特殊需求。若采用微光夜視設備，它同樣也工作在可見光波段，依然需要外界光照明，在城市中工作尚可，但在野外工作時，則觀測距離大幅縮短。尤其在雨、霧等惡劣的氣候條件下，由于可見光的波長短，克服障礙的能力差，因而觀測效果差，甚至不能工作。
而紅外熱像儀是被動接受目標自身的紅外熱輻射，其吸收紅外線的波長較長，在克服雨、雪、霧的方面能力較高，因此仍可以在較遠的距離上正常觀測目標，受氣候影響很小，并且無論白天黑夜均可以正常工作，同時可以避免暴露自身。在安防監(jiān)控方面，紅外熱像儀可以在夜間以及惡劣氣候條件，采用紅外熱成像監(jiān)控設備可以對各種目標，如人員、車輛等進行監(jiān)控。完全彌補紅外攝像機的不足。
紅外熱像儀應用廣
熱像儀的核心技術為探測器技術和圖像處理技術?，F有的紅外熱像儀現主要應用于電力、石油化工、鋼鐵、科學研究、消防、煤炭、工業(yè)控制、軍用、邊防偵察等領域。目前發(fā)展的新領域主要是港口碼頭、銀行、道路、油田、森林防火監(jiān)控、建筑、醫(yī)療等。而新的技術應用主要是根據不用行業(yè)應用需求，來進行相應的開發(fā)。
在不同的應用領域中，紅外熱像儀的主要用途有：
1、防火監(jiān)控;
2、偽裝及隱蔽目標的識別;
3、夜間以及惡劣氣候條件下的治安巡邏;
4、重點部門、建筑、倉庫的保安、防火監(jiān)控;
5、陸上和港口交通安全保障。
紅外熱像儀的監(jiān)控用途
防火監(jiān)控
由于紅外熱像儀是反映物體表面溫度而成像的設備，因此除了夜間可以作為現場監(jiān)控使用外，還可以作為有效防火報警設備。在大面積的森林中，火災往往是由不明顯的隱火引發(fā)的，這是毀滅性火災的根源。用現有的普通方法，很難發(fā)現這種隱性火災苗頭，而應用紅外熱像儀可以快速有效地發(fā)現這些隱火，并且可以準確判定火災的地點和范圍，透過煙霧發(fā)現著火點，做到早知道、早預防、早撲滅。
偽裝及隱蔽目標的識別
普通的偽裝是以防可見光觀測為主。一般犯罪分子作案通常隱蔽在草叢及樹林中，這時如果采用可見光的觀察方式，由于野外環(huán)境的惡劣及人的視覺錯覺，容易產生錯誤判斷。紅外熱成像裝置是被動接受目標自身的熱輻射，人體和車輛的溫度及紅外輻射一般都遠大于草木的溫度及紅外輻射，因此不易偽裝，也不容易產生錯誤判斷。另外，一般人員也不了解避開紅外監(jiān)視的方法。因此紅外熱成像裝置在識別偽裝及隱蔽目標這方面的效果明顯。
重要部位監(jiān)控
重點部門、建筑、倉庫的保安、防火監(jiān)控由于紅外熱成像設備是反映物體溫度而成像的設備，因此在夜間可以作為重點部門、建筑、倉庫、小區(qū)現場監(jiān)控使用，并且由于該種設備是一種成像設備，因此工作可靠，可以大幅減少虛警率。
陸上和港口交通安全保障
在我國，隨著城市交通的擴大，公路、鐵路和水路的延伸，交通安全成為極大的問題，尤其在夜間或多霧、多雨的惡劣環(huán)境的安全行駛，便成為問題。夜間以及惡劣氣候條件下的道路或港口監(jiān)控由于紅外熱成像系統在觀察、識別目標方面有著眾多的優(yōu)點，在許多發(fā)達國家的高速公路、鐵路夜間安全保衛(wèi)巡邏、夜晚城市交通管制等領域中已經得到了廣泛的應用。如今裝有紅外熱像儀的汽車或船舶，就可以避免在夜間或惡劣環(huán)境下的交通事故。
紅外熱像儀的發(fā)展趨勢
紅外熱像儀目前在安防行業(yè)應用還不是很廣泛，主要是在價格方面與普通的主動紅外設備或監(jiān)控攝象機存在著較大的差異。但隨著這方面的需求的增大以及紅外熱像儀的技術上的發(fā)展，其差距也將日益縮小。
熱像儀在國外已經應用非常廣泛了，隨著我國科技技術的發(fā)展紅外熱像儀的前景是非常好的，在很多領域被動紅外技術將逐漸代替主動紅外，其主原因是目前在夜間遠距離，如超出一公里的監(jiān)控，主動紅外監(jiān)控效果遠遠不如被動紅外，且被動紅外也具有隱蔽性能好，夜間圖像清晰等特點。技術、價格、應用方面隨著熱像儀量的增長，應用領域的擴大，新技術的不斷出現，都會每年發(fā)生變化，產品將不斷的更新，應用更加廣泛。
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