技术｜热成像技术及其在安防领域的应用
发布日期：2020-07-14 17:08

红外热像仪是通过非接触探测红外能量(热量)，并将其转换为电信号，进而生成实际监控物体、环境的热图像和温度值，并可以对温度值进行计算的一种检测设备。红外热像仪能够将探测到的热量精确量化或测量，不仅能够观察热图像，还能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。　　

红外热像仪利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统(目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统)接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上，由探测器将红外辐射能转换电信号，经放大处理、转换为标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。　这种热像图与物体表面的分布场相对应，实际上是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图由于信号非常弱，与可见光相比缺少层次和立体感，因此，在实际动作过程中为更有效地判断被测目标的红外热场，常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能，如图像亮度、对比度的控制，实际校正，伪色彩描绘等高线和直方进行运算、打印等。

红外热成像技术能够应用到非常多的行业，原有国内厂家在军情侦查、导弹制导、工业气体泄漏检测、电力设施破损巡查，事故生命搜索、机场出入境人员体温监控等方面都有具体应用，其核心元器件是高性能的红外焦平面探测器。近年来，在工信部强基工程支持下，从原材料到芯片制备，国内厂家实现了红外焦平面探测器的全面国产化。个别厂家已完成红外探测器材料、芯片、电路、封装和制冷机等部分多项核心技术、几百道主要工艺、几千余项工序的科研攻关，为红外焦平面探测器的产业化打下了坚实的基础。　　

长期以来，高性能红外探测器被欧美国家技术封锁，不但价格居高不下，而且还对我国实行出口限制，数量少，技术等级很低，严重制约了我国相关产业的发展。红外热成像仪实行国产化，是涉及国计民生和军事安全的大事。该仪器曾在防控非典等疫情、汶川地震中堰塞湖监控、国庆阅兵、世博会等重大事件中发挥了重要作用。此外，还对高端武器装备及卫星系统意义重大，是实现目标搜索定位和锁定跟踪的核心部件。　

红外热成像摄像机是根据热成像的技术原理，探测目标、背景以及目标各部分之间的红外热辐射温度的差异所产生的热对比度进行成像的一种全天候被动式监控器材。它不依赖夜天光，也不需要主动向目标发射红外线，因而其工作方式是全被动式、全天候、不易被对方发现和干扰。在监控领域，它的应用在某些方面具备独特的优势。　作用距离远、覆盖面积大：可以在夜间探测几公里范围内的人员、车辆或者几十公里处范围内的舰船、飞机等。　　不受环境条件影响：可在白天、夜间甚至于雾、雨雪等恶劣天气工作;不受强光、逆光等干扰;不辐射电磁波，不易暴露自身目标，隐蔽性好。双光谱，红外热成像技术和普通安防监控产品相结合，提供热成像以及可见光的双视场监控功能，两者优势得到互补，使得安防监控适应环境能力更强，距离更远，效率更高。　

红外热成像技术在测温行业也有应用，BQX-CW02通过式双光谱热成像测温系统​就是利用了红外热成像技术来实现测温的。自然界中除了人眼看得见的光（通常称为可见光），还有紫外线、 红外线等非可见光。自然界中温度高于绝对零度(-273℃)的任何物体，随时都向外辐射出电磁波（红外线），因此红外线是自然界中存在最广泛的电磁波，并且热红外线不会被大气烟云所吸收。随着科技的日新月异，利用红外线这一特性，采用应用电子技术和计算机软件与红外线技术的结合，用来检测和测量热辐射。物体表面对外辐射热量的大小，热敏感传感器获取不同热量差，通过电子技术和软件技术的处理，呈现出明暗或色差各不相同的图像，也就是我们通常说的红外线热成像；将辐射源表面热量通过热辐射算法运算转换后，实现了热像与温度之间的换算。