谈测温预警型热成像在监控领域的应用

文/张波

红外热像仪可以被分为两大类，一种是制冷型的，一种是非智能型的，对于致冷型的，它对热量变化的感知能力比较的强。但是它的结构也很复杂。在军事方面他用的比较的多，但是非制冷型的在生活中用的用的比较的多，虽然它对热量的变化的感知能力没有制冷型的好，但是它的结构相对而言也要简单很多。并且它的功能现在也能够满足军事方面的大部分的需求。

红外热像仪就是利用了在光感应系统和红外想探测系统中间安装一个扫描系统，然后对需要测试的物体进行红外的散发度的扫描，并且聚焦在单元或者是分光探测器上面，在由分光探测器吧红外辐射能转换成为电信号，经过各种处理后就会在显示器上面显示红外热像的图。这种热像的图与物体表面的热分布场是相互对应的。

热成像技术自上世纪50年代被发现以来，首先推出的制冷型热成像，它对热量变化的感知能力比较强，但由于“系统复杂、稳定性不高、成本过高”等因素影响，仅局限于在高端的军事领域应用。直到20世纪80年代非制冷热成像技术的出现，热成像技术不断进步，产品越来越多地被应用于除军事外的工业与商业领域。近几年，非制冷型热成像应用于安防监控，随着探测器及封装技术的日趋成熟，产品成本降低，性能加强，越来越多的用户感受到热成像为监控带来的好处。

热成像摄像机工作原理

任何有温度的物体都会发出红外线，热像仪就是接收物体发出的红外线，通过有颜色的图片来显示被测量物表面的温度分布，根据温度的微小差异来找出温度的异常点，从而起到与维护的作用。一般也称作红外热像仪。而热成像摄像机的工作原理就是热红外成像技术。其核心就是热像仪，它是一种能够探测极微小温差的传感器，将温差转换成实时视频图像显示出来。但是只能看到人和物体的热轮廊，看不清物体的真实面目。

热成像技术利用了能轻而易举识别人眼无法感知的红外波段的电磁波。自然界中凡是温度超过绝对0℃(-273.15℃)的物体都能产生热辐射，其中人体辐射的红外波长3～50μm，其中8～14μm占46%，最大辐射出现在约9.5μm处，同时，人体的发射率高达0.95，远大于一般环境的物体发射率，这就意味着即使人与环境温度完全相同，也能轻易分辨出人体。将红外探测器输出进行可视化处理的图像称为“热图像”，由于不同物体甚至同一物体不同部位辐射能力和它们对红外线的反射强弱不同。利用物体与背景环境的辐射差异以及景物本身各部分辐射的差异，热图像能够呈现景物各部分的辐射起伏，从而能显示出景物的热能分布状态。

景阳双窗热成像摄像机、效果图片

相比于传统摄像机依靠自然或环境光照进行摄像监控，而热成像摄像机无需任何光照，依靠物体自身辐射的红外热能即可清晰的成像。热成像摄像机适用于任何光照环境，不受强光影响，无论白天黑夜都可清晰地探测和发现目标，识别伪装及隐蔽的目标。因此可真正实现白天/黑夜24小时监控。

大气、云雾烟尘等会吸收可见光和近红外线，但是对于8～14微米（长波红外区）的热红外线却是透明的，因此传统摄像机很难在云雾密布的环境下拍摄到清晰的图像，而热成像摄像却能有效穿透大气、云雾等环境拍摄出清晰的图像。

红外热成像摄像机能够显示物体温度场，将人眼不能直接看到的目标表面温度分布情况，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像，在获取物体图像的同时，通过热成像系统智能的测温算法对非接触探测到的红外热能加以量化，能准确测量被摄物体表面温度，智能获取场景中的最高温点和温度值，同时还可关注重点区域的高温点和温度值，通过对温度场的监控可即时发现温度异常，自动智能追踪场景或区域高温目标，当温度高于设定值时发出报警，预防由于温度异常引发的隐患，如火灾等。

景阳采用铁电和氧化钒混合工艺（F_VOX）微测辐射热计非制冷探测器，热灵敏度与业内公认的氧化钒指标相近，可提供60帧频输出。焦平面探测器每个像素是可以检测红外能量的最小独立单元，每一个像素都可以是一个独立的测温点。探测器的像素越多，意味着测温点越多，成像效果越好。景阳热成像提供420×315阵列的总像素（420像素×315像素=132300总像素）。

景阳测温预警型集热成像、测温及报警分析等功能于一体，与测温监控系统软件配套使用，组成一个性能可靠的红外测温监控系统，可以探测电气设备的不良接触、过热的机械部件，避免出现短路导致火灾。对于可以直接看见的设备，能够根据温度变化趋势确定所有连接点的热隐患。对于因屏蔽而无法直接看到的部分，则可以根据其热量传导到外面的部件上的情况，来发现其热隐患。

热成像实际现实应用意义

热像仪原理可以做到外界“零干扰”。因为红外辐射不受风雨、阳光、大气等等自然因素的影响，因此热像仪技术的应用几乎可以做到不受外界的干扰。在安保、边界巡防，消防等方面都发挥着巨大的作用。无论白天还是黑夜，天气状况如何，目标如何伪装，我们都可以在这一技术的帮助下及时的监控目标，发现问题。这就大大提高了我们的工作效率。

在消防领域中。俗话说水火无情，火灾，是让普通人畏之如虎的事情。现在是春季，天干物燥，又是火灾的高发季节，仅仅靠人工防火显然是不够的，那么热像仪原理就可以很好地解决这个问题了。热像仪可以通过感知物体的热辐射来发现一切物品的异常温度，这就为我们及时发现身边的安全隐患提供了可能。此外森林防火一直是消防的重点和难点。现在利用热像仪原理就可以轻松发现森林中的微小着火点，做到早发现，精准扑救。在火灾现场的搜救工作中，这一原理也能帮助我们更快的找到被困群众，把损失降低到最小。

在安保领域中。因为热像仪原理是通过监测物体的热辐射来进行工作的，热辐射不受夜晚、烟雾、恶劣天气等因素的影响，因此在安防领域有着传统方式无法比拟的优势。传统的人工防护人员投入大，而且人不可能24小时不休息高度警戒，因此很容易出现安全漏洞，热像仪就没有这种困扰。而且热像仪可以做到隐蔽监测，被监测对象甚至不知道自己已经被监测了。因为这些技术优势，热像仪原理近年来被广泛的应用于重点地区和单位的安全防护，如政府、银行等，甚至在很多小区也开始使用。对于石油化工企业来说，管道的意义非凡。倘若管道着火，而石油又是易燃的液体，着起火来是难以控制的事情。而库房的监控也是非常重要，库房着火也必定会引起各种设备的焚毁，给人们的生活带来难以弥补的上海。现在社会上也不免会出现有些石油化工公司因为监控设备不当，而对公司造成了不小的伤害。由此可见，管道和库房这两个重要的地方对于石油化工公司的重要性。而热成像就是负责监控这两个地方安全的。

森林防火一直是消防的重点和难点。应用红外热成像可以快速有效地发现隐火，并且可以准确判定火灾的地点和范围，透过烟雾发现着火点，做到早知道早预防，早扑灭。在火灾现场的搜救工作中，同样在火场搜救中也能帮助我们更快的找到被困群众，把损失降低到最小。作为一种先进的热辐射检测设备，红外热像仪广泛应用于电力、建筑、森林防火、人体测温、工业过程等行业的热检测；同时还作为夜视及全天候监控类产品，广泛应用于军事、车载、消防、安防等行业。

此外，还被广泛使用于热成像、态势感知和安全应用，其中包括机载和地面监测、状态监控、导航、娱乐、研发、制造过程控制、搜救、禁毒、交通安全、边界和海上巡逻、环境监测及化学、生物、辐射、核、炸药威胁检测。

红外热成像是唯一一种可将热信息瞬间可视化并加以验证的诊断技术。热成像摄像机通过对非接触探测到的红外热能加以量化，能准确测量被摄物体表面温度，通过对被摄场景的热能分布和温度分析，实现对环境或物体的异常诊断。可追踪场景或区域高温目标，当温度高于设定值时可发出报警。

双窗热成像摄像机突显趋势

在地球上面所有的温度在绝对零度及绝对度以上的物体，都会散发出一定量的红外线，所谓的红外线就是太阳光的一种元素之一，它在地球上所有具有辐射的光线最为常见的，同样的在地球上也有很多的物体是可以吸收红外线的比如;大气、烟云等就能够近红外线。

如果利用两个窗口，在完全没有光的黑夜里，或者是在有很多的烟雾的很差的环境下，就可以清晰地看到前面的一切情况了。就因为它有这个特点，红外热像仪有着红外热成像技术就被大量的用在夜间的安全防范的监控系统中间和一些防火工具里。这些东西都是采用了红外热成像原理，检测我们需要检测的物体发出来的红外线，并且通过一些特殊的手段，把我们所要测的物体的温度的分布图利用视频的形式展现出来。