紅外技術及其應用研究

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摘要：紅外的應用產品種類非常多，有著非常廣闊的應用空間。本文選擇了紅外熱像、紅外通訊、紅外光譜儀、紅外傳感器等重要的產品領域作介紹。紅外技術的發展前景十分的廣闊，無論是在軍用還是民用領域都被廣泛應用。

關鍵詞：紅外輻射；外探測器；紅外線

前言

紅外技術是研究紅外輻射的產出、傳輸、轉換探測及應用的一種高新技術，其在軍事裝備中得到了廣泛的應用。近些年，由于紅外技術的獨特功能，軍用紅外技術已逐步實現了向民用部門的轉化，這也使紅外技術得到了廣泛的應用。與此同時，紅外技術的應用也給人們的生活帶來了便利。

1.紅外技術概述

紅外技術的英文名稱是：Infrared Technique。紅外技術的內容包含四個主要部分，紅外輻射的性質，紅外元件、部件的研制、把各種紅外元、部件構成系統的光學、電子學和精密機械、紅外技術在軍事上和國民經濟中的應用。

2.紅外技術的應用

2.1紅外熱像儀

紅外熱像儀行業是一個發展前景非常廣闊的新興高科技產業，也是紅外應用產品中市場份額最大的一塊，在軍民兩個領域都有廣泛的應用。紅外熱像儀在現代戰爭條件下的衛星、導彈、飛機等軍事武器上獲得了廣泛的應用。同時，隨著非制冷紅外熱成像技術的生產成本大幅度降低，該產品的應用已延伸到了電力、消防、工業、醫療、安防等國民經濟各個部門。

據美國著名高科技行業咨詢公司Maxtech International的預測，未來5年全球民用紅外熱像儀市場需求年均增長率將達到15%，到2012年，全球民用紅外熱像儀的市場需求將達到38.12億美元。由于國內經濟高速發展，中國紅外熱像儀市場的年均增長率可以達到20%，預計2011年中國民用紅外熱像儀市場的需求量可以達到9.95億元。以美國為例，2000年，美國紅外成像與紅外測溫系統的市場銷售總額為18.2億美元，比1999年增長了3%，預計到2008年，總的市場銷售額將達到28.2億美元，年綜合增長率達到6.5%。

2.2紅外光譜儀

紅外光譜儀主要用于化學物理分析領域，可應用于各種物理化學實驗室、石油、農業、檢測等領域。按應用范圍可分為通用型紅外光譜儀和專用紅外光譜儀，按波長范圍分可分為近紅外光譜儀和遠紅外光譜儀，目前以近紅外光譜儀為主。現代近紅外光譜分析技術包括了近紅外光譜儀、化學計量學軟件和應用模型三部分。只有三者的完美結合才能達到高性能的要求。目前近紅外專用光譜儀器的研制及應用在國內已受到很多專家的關注，并已開發研制出一批適應國內分析對象的儀器及應用軟件。

2.3紅外傳感器

在實現遠距離溫度監測與控制方面，紅外溫度傳感器以其優異的性能，滿足了多方面的要求。在產品加工行業，特別是需要對溫度進行遠距離監測的場合，都是溫度傳感器大顯身手的地方。在食品行業紅外溫度可以在不被污染的的情況下實現食品溫度記錄，因此備受歡迎。光纖紅外傳感器還具有抗電磁和射頻干擾的特點，這為便攜式紅外傳感器在汽車行業中的應用又開辟了新的市場。

隨著紅外測溫技術的普遍應用，一種新型的紅外技術—智能（Smart）數字紅外傳感技術正在悄然興起。這種智能傳感器內置微處理器，能夠實現傳感器與控制單元的雙向通信，具有小型化、數字通信、維護簡單等優點。另外，隨著便攜式紅外傳感器的體積越來越小，價格逐漸降低，在食品、采暖空調和汽車等領域也有了新的應用。比如用在食品烘烤機、理發吹風機上，紅外傳感器檢測溫度是否過熱，以便系統決定是否進行下一步操作，如停止加熱，或是將食品從烤箱中自動取出，或是使吹風機冷卻等。

3.紅外技術產業的主要領域

3.1安防領域

隨著商業和民用安防監控實際需求的不斷增長、部署監控系統性價比的不斷提升，以及“國家應急體系”、“平安建設”、“科技強警”等重大工程項目在全國不斷推進，我國視頻監控市場將持續升溫，并不斷創造出更多的市場需求和機會。

國內大型活動的舉辦和世界社會安全形勢的多變，對各種危險性的預防也提出了越來越高的要求，具有全天時準全天候的紅外監視顯得更加突出。

非制冷紅外探測器的出現和市場價格的可接收性，紅外報警已從近紅外主動照射成像報警、點源紅外探測報警快速向紅外凝視焦平面成像發展。

紅外成像、紅外可見光融合的智能視頻監控報警系統將獲得快速發展，并將廣泛運用到海邊防、銀行、機場、油庫、軍械庫、圖書文獻庫、文物部門、監獄等重要部門，以及交通、工業、倉儲、港口碼頭、物聯網和森林防火等行業市場。

3.2消防領域

我國消防車中配備紅外熱像儀的還很少，如果每臺消防車配備一臺紅外熱像儀，平均每臺按10萬元計算（目前售價約為15萬元），全球消防領域的市場需求總量達到200億元，我國將達到36億元。

3.3電力領域

作為最成熟、最有效的電力在線檢測手段，紅外熱像儀可以大大提高供電設備運行的可靠性，大大降低了設備的檢修時間。

雖然電力行業是目前我國民用紅外熱像儀應用最多的行業，但僅限于廣東、浙江、江蘇、山東等沿海經濟發達地區，而且目前這些發達地區的擁有量也僅為需求量的20%。

3.4醫療領域

紅外技術的醫學應用主要包括人體溫度檢測、疾病臨床診斷、疾病治療與保健三個領域。

紅外測溫檢測在非典、流感期間發揮了重要作用；醫用紅外熱成像技術是對結構成像技術（B超、CT、核磁共振）是一個很好的補充，許多以往結構成像技術不能表現或晚于機能表現的異常信息，卻能通過紅外熱成像技術表達。據文獻報道，在發現腫瘤方面，它比CT、核磁早6～12個月。它又是疼痛及軟組織損傷的唯一可查儀器。

目前，醫用紅外熱成像技術正在生物信息、無創檢測、亞健康評估、腫瘤預測、中醫診斷客觀化、人體異常信息的無創監測（包括SARS疫情監測）等重大前沿領域得到廣泛的應用。

我國醫用紅外熱像儀的研制起步較晚，1991年才開始研制醫用紅外，由于技術和市場的原因，銷售量一直較小，目前在使用的醫用紅外熱像儀產品大約有200臺，北京協和醫院、軍區總醫院、309醫院、304醫院、721醫院、電力總醫院、北京醫院等均有此類設備，據報道，目前全國各大醫院均已建立了紅外醫療中心，80%的中小型醫院成立了紅外醫療科室，國內醫療界對紅外醫療設備的需求大大增加。

3.5建筑領域

2006年11月1日，中國工程建設標準化協會批準實施《紅外熱像法檢測建筑外墻飾面層脫粘結缺陷技術規程》，對紅外熱像儀在建筑行業的應用進行了規范。目前，我國建筑企業約為10萬家，如果每家配備1臺紅外熱像儀，則市場需求總量可達10萬臺，以平均每臺售價5萬元計算，市場需求額可達50億元。

3.6遙感領域

紅外遙感儀器獲取地物目標的紅外波段輻射數據，經過信號或信息處理可以獲得地球環境的信息。在地球資源探查、氣象預報、防災減災、抗災搜救等方面具有重要的應用價值和廣闊的應用空間。有星載、機載、浮空器等眾多遙感平臺。

4.總結語

近些年，由于紅外技術的獨特功能，使紅外技術在各個領域中得到了廣泛的應用。紅外技術不僅安防領域中的應用給人們的生活帶來了安全保障，同時也被廣泛地應用于民用領域中。

參考文獻：

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[2] 毛學良，張洪濤，崔宇.紅外技術在軍事上的應用[J].科學之友，2009，04（12）：1-2.