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技術(shù)丨 紅外成像進(jìn)擊之路：從軍用到民用市場延伸 2020.04.03
疫情在全國范圍內(nèi)的蔓延，導(dǎo)致紅外熱成像相關(guān)安防設(shè)備的市場大大增加。廣泛應(yīng)用于機(jī)場，火車站，客運(yùn)站等人流密集地方。通過紅外熱成像及測溫技術(shù)，對過往的人群進(jìn)行溫度篩查，進(jìn)而加強(qiáng)安保工作，從而可以有效控制疫情，防止疫情迅速擴(kuò)散，保證地區(qū)人員安全。本期，我們一起學(xué)習(xí)，除了測溫，紅外熱成像技術(shù)還能應(yīng)用在哪里？
（圖/來源于艾睿光電）
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（圖/來源于艾睿光電）
紅外成像：從小眾走向大眾的“夜視眼”
過去，紅外熱成像技術(shù)由于成本昂貴的原因，其應(yīng)用領(lǐng)域有了很大的局限性，主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。從上世紀(jì)六十年代開始，紅外熱成像技術(shù)開始在工業(yè)及民用領(lǐng)域有所應(yīng)用。
紅外熱成像運(yùn)用光電技術(shù)檢測物體熱輻射的紅外線特定波段信號，將該信號轉(zhuǎn)換成可供人類視覺分辨的圖像和圖形，并可以進(jìn)一步計算出溫度值。紅外熱成像技術(shù)使人類超越了視覺障礙，由此人們可以看到物體表面的溫度分布狀況。
物體表面溫度如果超過絕對零度即會輻射出電磁波，隨著溫度變化，電磁波的輻射強(qiáng)度與波長分布特性也隨之改變，波長介于0.75μm到1000μm間的電磁波稱為“紅外線”，而人類視覺可見的“可見光”介于0.4μm到0.75μm。
其中波長為0.78~2.0微米的部分稱為近紅外，波長為2.0~1000微米的部分稱為熱紅外線。紅外線在地表傳送時，會受到大氣組成物質(zhì)( 特別是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收，強(qiáng)度明顯下降，僅在中波3μ~5μm及長波8~12μm的兩個波段有較好的穿透率(Transmission)，通稱大氣窗口(Atmospheric window)，大部份的紅外熱像儀就是針對這兩個波段進(jìn)行檢測，計算并顯示物體的表面溫度分布。此外，由于紅外線對極大部份的固體及液體物質(zhì)的穿透能力極差，因此紅外熱成像檢測是以測量物體表面的紅外線輻射能量為主。照相機(jī)成像得到照片，電視攝像機(jī)成像得到電視圖像，都是可見光成像。自然界中，一切物體都可以輻射紅外線，因此利用探測儀測定目標(biāo)的本身和背景之間的紅外線差并可以得到不同的紅外圖像，熱紅外線形成的圖像稱為熱圖。
紅外熱成像技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著紅外成像技術(shù)的發(fā)展與成熟，各種適用于民用的低成本紅外成像設(shè)備出現(xiàn)，更可廣泛地應(yīng)用于安防監(jiān)控、火情報警、戶外搜救等方面。
1、在夜間低照度環(huán)境下，傳統(tǒng)監(jiān)控使用主動光源補(bǔ)充來達(dá)到監(jiān)控效果。
而紅外熱像儀屬于被動成像設(shè)備，不需要任何光源照射就可以準(zhǔn)確成像，可以不受光線影響，提高夜間安防監(jiān)控打擊力度；由于紅外線波長較長，所以具有的“透煙透霧”特性。紅外熱像儀能更好地實(shí)現(xiàn)惡劣環(huán)境下的監(jiān)控和識別，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)距離監(jiān)控，24小時全天候監(jiān)控。
火場火災(zāi)被撲滅時，容易死灰復(fù)燃，熱成像儀能夠顯示物體溫度場，通過對溫度場的監(jiān)控可即時發(fā)現(xiàn)溫度異常，預(yù)防由于溫度異常引發(fā)的二次起火。
3、預(yù)警監(jiān)測水壩、湖泊、山體的險情
紅外熱成像運(yùn)用光電技術(shù)檢測物體熱輻射的紅外線特定波段信號，將該信號轉(zhuǎn)換成可供人類視覺分辨的圖像和圖形，并可以進(jìn)一步計算出溫度值。紅外熱成像技術(shù)使人類超越了視覺障礙，由此人們可以看到物體表面的溫度分布狀況。
物體表面溫度如果超過絕對零度即會輻射出電磁波，隨著溫度變化，電磁波的輻射強(qiáng)度與波長分布特性也隨之改變，波長介于0.75μm到1000μm間的電磁波稱為“紅外線”，而人類視覺可見的“可見光”介于0.4μm到0.75μm。
其中波長為0.78~2.0微米的部分稱為近紅外，波長為2.0~1000微米的部分稱為熱紅外線。紅外線在地表傳送時，會受到大氣組成物質(zhì)( 特別是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收，強(qiáng)度明顯下降，僅在中波3μ~5μm及長波8~12μm的兩個波段有較好的穿透率(Transmission)，通稱大氣窗口(Atmospheric window)，大部份的紅外熱像儀就是針對這兩個波段進(jìn)行檢測，計算并顯示物體的表面溫度分布。此外，由于紅外線對極大部份的固體及液體物質(zhì)的穿透能力極差，因此紅外熱成像檢測是以測量物體表面的紅外線輻射能量為主。照相機(jī)成像得到照片，電視攝像機(jī)成像得到電視圖像，都是可見光成像。自然界中，一切物體都可以輻射紅外線，因此利用探測儀測定目標(biāo)的本身和背景之間的紅外線差并可以得到不同的紅外圖像，熱紅外線形成的圖像稱為熱圖。
紅外熱成像技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著紅外成像技術(shù)的發(fā)展與成熟，各種適用于民用的低成本紅外成像設(shè)備出現(xiàn)，更可廣泛地應(yīng)用于安防監(jiān)控、火情報警、戶外搜救等方面。
1、在夜間低照度環(huán)境下，傳統(tǒng)監(jiān)控使用主動光源補(bǔ)充來達(dá)到監(jiān)控效果。
而紅外熱像儀屬于被動成像設(shè)備，不需要任何光源照射就可以準(zhǔn)確成像，可以不受光線影響，提高夜間安防監(jiān)控打擊力度；由于紅外線波長較長，所以具有的“透煙透霧”特性。紅外熱像儀能更好地實(shí)現(xiàn)惡劣環(huán)境下的監(jiān)控和識別，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)距離監(jiān)控，24小時全天候監(jiān)控。
另外，產(chǎn)品能提供高對比度的圖像，提高視頻分析的可靠性。紅外安防監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)智能化自動分析，將可見光監(jiān)控的智能分析功能使用在紅外熱像儀視頻上。
2、火災(zāi)預(yù)防報警和戶外搜救
火場火災(zāi)被撲滅時，容易死灰復(fù)燃，熱成像儀能夠顯示物體溫度場，通過對溫度場的監(jiān)控可即時發(fā)現(xiàn)溫度異常，預(yù)防由于溫度異常引發(fā)的二次起火。
戶外搜救遠(yuǎn)距離探測和搜索被困人員，熱像儀在數(shù)公里范圍內(nèi)，能非常容易發(fā)現(xiàn)被困人員、掉到深溝懸崖中的出事車輛。
另外，配備視頻和紅外熱像儀的無人機(jī)，無人機(jī)也能在火災(zāi)等事故中執(zhí)行有效的搜索和救援任務(wù)。
3、預(yù)警監(jiān)測水壩、湖泊、山體的險情
紅外熱像儀可以對水庫堤壩的情況實(shí)現(xiàn)在雨、雪、煙、霧、霾等惡劣天氣下實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)控，監(jiān)控滲漏點(diǎn)、監(jiān)控開裂塌方、監(jiān)控水流的大小。因?yàn)樗疁乇拳h(huán)境溫度低，同時水的輻射率與周圍物體的輻射率有區(qū)別，因此即使是同一溫度也能分辨出水來。也可遠(yuǎn)距離監(jiān)控監(jiān)控山體滑坡情況，并做出預(yù)警。
總結(jié)
紅外線，這束存在于紅色光譜外、肉眼看不見的光線早已默默照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)，從軍事領(lǐng)域到民用領(lǐng)域。新型肺炎的爆發(fā)進(jìn)一步讓紅外熱成像技術(shù)進(jìn)入了普羅大眾的視野中。然而，防疫戰(zhàn)只是紅外熱成像技術(shù)的第一波實(shí)戰(zhàn)，接下去在“AIoT新基建“浪潮下才真正進(jìn)入下半場。
在近日各省份紛紛推出的，總投資約為48萬億元的龐大投資計劃中，今年的基建投資重點(diǎn)將更加注重補(bǔ)短板，特別是在疫情過后，以5G、人工智能、AIoT、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等為代表的“新基建”將會得到加速發(fā)展，遠(yuǎn)程醫(yī)療、移動醫(yī)療終端、智能制造、冷鏈物流、智慧軌道交通、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的潛力將會在“新基建”的保障下得到更加充分的釋放，而紅外熱成像技術(shù)也將能夠在這個巨大的市場中分得一杯羹。
素材來源：光電資訊、物聯(lián)傳媒等
紅外線，這束存在于紅色光譜外、肉眼看不見的光線早已默默照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)，從軍事領(lǐng)域到民用領(lǐng)域。新型肺炎的爆發(fā)進(jìn)一步讓紅外熱成像技術(shù)進(jìn)入了普羅大眾的視野中。然而，防疫戰(zhàn)只是紅外熱成像技術(shù)的第一波實(shí)戰(zhàn)，接下去在“AIoT新基建“浪潮下才真正進(jìn)入下半場。
在近日各省份紛紛推出的，總投資約為48萬億元的龐大投資計劃中，今年的基建投資重點(diǎn)將更加注重補(bǔ)短板，特別是在疫情過后，以5G、人工智能、AIoT、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等為代表的“新基建”將會得到加速發(fā)展，遠(yuǎn)程醫(yī)療、移動醫(yī)療終端、智能制造、冷鏈物流、智慧軌道交通、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的潛力將會在“新基建”的保障下得到更加充分的釋放，而紅外熱成像技術(shù)也將能夠在這個巨大的市場中分得一杯羹。
素材來源：光電資訊、物聯(lián)傳媒等
2020 年6月28-30日，2020年光電子產(chǎn)業(yè)博覽會將于北京國家會議中心隆重舉行！光電子產(chǎn)業(yè)博覽會作為中國光電行業(yè)風(fēng)向標(biāo)，已歷經(jīng)11屆，本次2020年光電子產(chǎn)業(yè)博覽會將以昂首闊步之勢引領(lǐng)行業(yè)。展會將呈現(xiàn)紅外微光技術(shù)與應(yīng)用、激光與智能制造、光通信&光傳感及物聯(lián)網(wǎng)、光學(xué)&精密光學(xué)制造、測控技術(shù)與儀器、創(chuàng)新科技及實(shí)驗(yàn)成果六大主題展。
2020展位緊俏，搶先預(yù)定，贏得商機(jī)！參展商報名和觀眾預(yù)登記已全面上線，歡迎登錄展會官網(wǎng)或官方微信預(yù)約登記。
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