談測溫預警型熱成像在監控領域的應用

文/張波

紅外熱像儀可以被分為兩大類，一種是制冷型的，一種是非智能型的，對于致冷型的，它對熱量變化的感知能力比較的強。但是它的結構也很復雜。在軍事方面他用的比較的多，但是非制冷型的在生活中用的用的比較的多，雖然它對熱量的變化的感知能力沒有制冷型的好，但是它的結構相對而言也要簡單很多。并且它的功能現在也能夠滿足軍事方面的大部分的需求。

紅外熱像儀就是利用了在光感應系統和紅外想探測系統中間安裝一個掃描系統，然后對需要測試的物體進行紅外的散發度的掃描，并且聚焦在單元或者是分光探測器上面，在由分光探測器吧紅外輻射能轉換成為電信號，經過各種處理后就會在顯示器上面顯示紅外熱像的圖。這種熱像的圖與物體表面的熱分布場是相互對應的。

熱成像技術自上世紀50年代被發現以來，首先推出的制冷型熱成像，它對熱量變化的感知能力比較強，但由于“系統復雜、穩定性不高、成本過高”等因素影響，僅局限于在高端的軍事領域應用。直到20世紀80年代非制冷熱成像技術的出現，熱成像技術不斷進步，產品越來越多地被應用于除軍事外的工業與商業領域。近幾年，非制冷型熱成像應用于安防監控，隨著探測器及封裝技術的日趨成熟，產品成本降低，性能加強，越來越多的用戶感受到熱成像為監控帶來的好處。

熱成像攝像機工作原理

任何有溫度的物體都會發出紅外線，熱像儀就是接收物體發出的紅外線，通過有顏色的圖片來顯示被測量物表面的溫度分布，根據溫度的微小差異來找出溫度的異常點，從而起到與維護的作用。一般也稱作紅外熱像儀。而熱成像攝像機的工作原理就是熱紅外成像技術。其核心就是熱像儀，它是一種能夠探測極微小溫差的傳感器，將溫差轉換成實時視頻圖像顯示出來。但是只能看到人和物體的熱輪廊，看不清物體的真實面目。

熱成像技術利用了能輕而易舉識別人眼無法感知的紅外波段的電磁波。自然界中凡是溫度超過絕對0℃(-273.15℃)的物體都能產生熱輻射，其中人體輻射的紅外波長3～50μm，其中8～14μm占46%，最大輻射出現在約9.5μm處，同時，人體的發射率高達0.95，遠大于一般環境的物體發射率，這就意味著即使人與環境溫度完全相同，也能輕易分辨出人體。將紅外探測器輸出進行可視化處理的圖像稱為“熱圖像”，由于不同物體甚至同一物體不同部位輻射能力和它們對紅外線的反射強弱不同。利用物體與背景環境的輻射差異以及景物本身各部分輻射的差異，熱圖像能夠呈現景物各部分的輻射起伏，從而能顯示出景物的熱能分布狀態。

景陽雙窗熱成像攝像機、效果圖片

相比于傳統攝像機依靠自然或環境光照進行攝像監控，而熱成像攝像機無需任何光照，依靠物體自身輻射的紅外熱能即可清晰的成像。熱成像攝像機適用于任何光照環境，不受強光影響，無論白天黑夜都可清晰地探測和發現目標，識別偽裝及隱蔽的目標。因此可真正實現白天/黑夜24小時監控。

大氣、云霧煙塵等會吸收可見光和近紅外線，但是對于8～14微米（長波紅外區）的熱紅外線卻是透明的，因此傳統攝像機很難在云霧密布的環境下拍攝到清晰的圖像，而熱成像攝像卻能有效穿透大氣、云霧等環境拍攝出清晰的圖像。

紅外熱成像攝像機能夠顯示物體溫度場，將人眼不能直接看到的目標表面溫度分布情況，變成人眼可以看到的代表目標表面溫度分布的熱圖像，在獲取物體圖像的同時，通過熱成像系統智能的測溫算法對非接觸探測到的紅外熱能加以量化，能準確測量被攝物體表面溫度，智能獲取場景中的最高溫點和溫度值，同時還可關注重點區域的高溫點和溫度值，通過對溫度場的監控可即時發現溫度異常，自動智能追蹤場景或區域高溫目標，當溫度高于設定值時發出報警，預防由于溫度異常引發的隱患，如火災等。

景陽采用鐵電和氧化釩混合工藝（F_VOX）微測輻射熱計非制冷探測器，熱靈敏度與業內公認的氧化釩指標相近，可提供60幀頻輸出。焦平面探測器每個像素是可以檢測紅外能量的最小獨立單元，每一個像素都可以是一個獨立的測溫點。探測器的像素越多，意味著測溫點越多，成像效果越好。景陽熱成像提供420×315陣列的總像素（420像素×315像素=132300總像素）。

景陽測溫預警型集熱成像、測溫及報警分析等功能于一體，與測溫監控系統軟件配套使用，組成一個性能可靠的紅外測溫監控系統，可以探測電氣設備的不良接觸、過熱的機械部件，避免出現短路導致火災。對于可以直接看見的設備，能夠根據溫度變化趨勢確定所有連接點的熱隱患。對于因屏蔽而無法直接看到的部分，則可以根據其熱量傳導到外面的部件上的情況，來發現其熱隱患。

熱成像實際現實應用意義

熱像儀原理可以做到外界“零干擾”。因為紅外輻射不受風雨、陽光、大氣等等自然因素的影響，因此熱像儀技術的應用幾乎可以做到不受外界的干擾。在安保、邊界巡防，消防等方面都發揮著巨大的作用。無論白天還是黑夜，天氣狀況如何，目標如何偽裝，我們都可以在這一技術的幫助下及時的監控目標，發現問題。這就大大提高了我們的工作效率。

在消防領域中。俗話說水火無情，火災，是讓普通人畏之如虎的事情?，F在是春季，天干物燥，又是火災的高發季節，僅僅靠人工防火顯然是不夠的，那么熱像儀原理就可以很好地解決這個問題了。熱像儀可以通過感知物體的熱輻射來發現一切物品的異常溫度，這就為我們及時發現身邊的安全隱患提供了可能。此外森林防火一直是消防的重點和難點?，F在利用熱像儀原理就可以輕松發現森林中的微小著火點，做到早發現，精準撲救。在火災現場的搜救工作中，這一原理也能幫助我們更快的找到被困群眾，把損失降低到最小。

在安保領域中。因為熱像儀原理是通過監測物體的熱輻射來進行工作的，熱輻射不受夜晚、煙霧、惡劣天氣等因素的影響，因此在安防領域有著傳統方式無法比擬的優勢。傳統的人工防護人員投入大，而且人不可能24小時不休息高度警戒，因此很容易出現安全漏洞，熱像儀就沒有這種困擾。而且熱像儀可以做到隱蔽監測，被監測對象甚至不知道自己已經被監測了。因為這些技術優勢，熱像儀原理近年來被廣泛的應用于重點地區和單位的安全防護，如政府、銀行等，甚至在很多小區也開始使用。對于石油化工企業來說，管道的意義非凡。倘若管道著火，而石油又是易燃的液體，著起火來是難以控制的事情。而庫房的監控也是非常重要，庫房著火也必定會引起各種設備的焚毀，給人們的生活帶來難以彌補的上?！，F在社會上也不免會出現有些石油化工公司因為監控設備不當，而對公司造成了不小的傷害。由此可見，管道和庫房這兩個重要的地方對于石油化工公司的重要性。而熱成像就是負責監控這兩個地方安全的。

森林防火一直是消防的重點和難點。應用紅外熱成像可以快速有效地發現隱火，并且可以準確判定火災的地點和范圍，透過煙霧發現著火點，做到早知道早預防，早撲滅。在火災現場的搜救工作中，同樣在火場搜救中也能幫助我們更快的找到被困群眾，把損失降低到最小。作為一種先進的熱輻射檢測設備，紅外熱像儀廣泛應用于電力、建筑、森林防火、人體測溫、工業過程等行業的熱檢測；同時還作為夜視及全天候監控類產品，廣泛應用于軍事、車載、消防、安防等行業。

此外，還被廣泛使用于熱成像、態勢感知和安全應用，其中包括機載和地面監測、狀態監控、導航、娛樂、研發、制造過程控制、搜救、禁毒、交通安全、邊界和海上巡邏、環境監測及化學、生物、輻射、核、炸藥威脅檢測。

紅外熱成像是唯一一種可將熱信息瞬間可視化并加以驗證的診斷技術。熱成像攝像機通過對非接觸探測到的紅外熱能加以量化，能準確測量被攝物體表面溫度，通過對被攝場景的熱能分布和溫度分析，實現對環境或物體的異常診斷?？勺粉檲鼍盎騾^域高溫目標，當溫度高于設定值時可發出報警。

雙窗熱成像攝像機突顯趨勢

在地球上面所有的溫度在絕對零度及絕對度以上的物體，都會散發出一定量的紅外線，所謂的紅外線就是太陽光的一種元素之一，它在地球上所有具有輻射的光線最為常見的，同樣的在地球上也有很多的物體是可以吸收紅外線的比如;大氣、煙云等就能夠近紅外線。

如果利用兩個窗口，在完全沒有光的黑夜里，或者是在有很多的煙霧的很差的環境下，就可以清晰地看到前面的一切情況了。就因為它有這個特點，紅外熱像儀有著紅外熱成像技術就被大量的用在夜間的安全防范的監控系統中間和一些防火工具里。這些東西都是采用了紅外熱成像原理，檢測我們需要檢測的物體發出來的紅外線，并且通過一些特殊的手段，把我們所要測的物體的溫度的分布圖利用視頻的形式展現出來。