红外传感器之热成像仪的应用

随着热成像技术的发展，使它在国民经济、生产建设、科学研究以及国防军事等众多方面有着广泛的应用，其在军事上应用也已涉及到红外警戒、跟踪、瞄准以及制导的各个方面。
在现实世界里，热成像仪的用途非常广泛，特别是在军事上，利用热成像仪可以在夜间发现散发热量的坦克发动机、士兵。
在工业上，可以利用热像仪快速探测出加工件的温度，从而掌握必须的信息。由于电动机、晶体管等电子器件发生故障时往往伴随着温度的异常升高，利用热成像仪也可以快速诊断故障。
在流行性感冒、肺炎等疾病流行时，可以利用热成像仪快速判断是否有发热现象。由于癌细胞的温度较高，也可用其判断诊断乳腺癌等疾病。边防部门也可用其判断交通工具中是否有偷渡客。

1、dan道daodan防御
美国的dan道daodan防御是当前国际上广泛关注的一个热点问题，BMD计划针对敌方daodan在发射助推段、大气层外弹道飞行段和再入大气层段这三个阶段的不同特点，采取不同的方法，建立多层次的、全程的拦截体系。
在这种拦截体系中，红外焦平面列阵成像技术扮演着一种核心的角色，主要表现在以下3个方面。
1、性监视。在敌方daodan发射的初始阶段，就探测到其位置和数量，主要依靠部署在空间的预警卫星进行。
2、跟踪和鉴别。在敌方daodan发射的初始阶段和弹道飞行阶段，鉴别真、假目标并跟踪其轨迹。
3、识别和制导。在己方发射的拦截daodan上，以红外成像方式实现目标识别和精确的导，命中摧毁敌弹。
2、电力行业的应用
虽然目前电力行业是我国民用红外热像仪应用Z多的行业，作为Z成熟、Z有效的电力在线检测手段，红外热像仪可以大大提高供电设备运行可靠性。因此，随着我国经济的不断发展，其他省份的电力行业也将更多地应用红外热像仪。
3、建筑行业的应用
据相关部门对红外热像仪在建筑行业的应用情况调查，目前我国的建筑企业数量虽然很多，但是每家一台红外热像仪都为达到。
如果将每家建筑企业都配备一台红外热像仪的话，不仅促进红外热像仪市场需求大增，还会大大提高建筑企业的工作效率，降低成本。
4、医学行业的应用
人体其实就是一个天然的红外辐射源。当人体产生疾病的时候，人体的热平衡就会受到破坏，因此测定人体温度的变化是临床医学诊断疾病的一项重要指标。
热像仪则可以准确地显示和记录人体的温度分布，以便进一步地进行病理分析。现如今，医用热像仪已成为诊断浅表肿瘤、血管疾病和皮肤病症等的有效工具，在YL学科研究中，热像仪在医学中的应用已成为一个专门的研究课题。
5、石化行业的应用
我们知道，石油化工生产中的许多重要设备都是在高温高压状况下工作的，潜伏着一定的危险，因而对生产过程的在线监测是非常重要的。
实用热像仪能检测产品传送和管道、耐火及绝热材料、各种反应炉的腐蚀、破裂、减薄、堵塞以及泄漏等有关信息，可快速而准确地得到设备和材料表面二维温度分布。
6、机场安检的应用
机场是比较典型的场所，哥本哈根机场每天有108架飞机要停留，每个人在进入的CRSA前需要进行彻底的安全检查。面临的问题之一是CRSA接近跑道，飞机从栈桥到起飞区域或者刚刚着陆的飞机将乘客送到一个栈桥上并从“非安全区域”进入CRSA。另外，从飞机场内但从CRSA外的其他区域的汽车和人员可能进入该区。
在白天用可见光相机很容易监视和跟踪目标，但在夜间，可见光相机存在一定的局限性，机场环境复杂，夜晚对于可见光成像效果有较大的干扰。影响触发报警时有可能因为图像效果不佳而无法看到引起报警的事件。解决该问题的办法就是采用红外热成像摄像机。
7、港口河道的应用
内河航道应用中，很多时候需要检测来往船只的数量，传统做法是通过AIS或VTS，但是AIS不是像我们想象的那么准确的，AIS要依赖船舶本身打开设备，否则是接收不到信息，VTS则是主动去探测的，很多小船，还有船舶交叉时也测不准。
所以即使是一些重大活动下，进行强制要求，也只能测70%的船舶，平时可能只有50%。因此用户特别希望能够通过视频实现船舶流量统计。
但普通可见光要在水面上实现区域入侵功能难度很大，特别是受到波浪、天气等因素的影响，而热成像为实现这类应用提供了可能，能够借助热成像对温度的感知，确定船只的位置、速度、数量等等信息。
另外在主要航道两侧一般都会设一些浮标，船舶正常航行是不能偏离航道，越过浮标的。因此该区域同样可以用热成像实现入侵检测，作为VTS系统的补充。
8、在边防领域中的应用
众所周知，边界防卫是一件非常困难的事情。我国边境线甚长，海洋也辽阔，由于野外环境的恶劣，许多系统都不可能很好地担当起防范作用，特别在下雨、下雪、大雾、大风的日子，边界巡逻也是很苦的任务。
如果采用人员巡逻，利用望远镜进行观察，往往由于可见光波长短，因而观查效果甚差，造成漏查、误查和失查的现象。红外热成像仪可以探测到波长较短的红外线，因而可以远距离进行观察，特别适用于风雨天气。
广东惠州警方在某一边境地区放置了五套红外热成像仪，在SY过程中，成功地破获了多起非法入境者案件，效率大大高于原来用人工巡查。

红外热成像技术在安防领域中的应用一
夜晚，由于众所周知的原因，可见光器材已经不能正常工作，如果采用人工照明的手段，则容易暴露目标。若采用微光夜视设备，它同样也工作在可见光波段，依然需要外界光照明。而红外热成像仪是被动接受目标自身的红外热辐射，无论白天黑夜均可以正常工作，并且也不会暴露自己。
同样在雨、雾等恶劣的气候条件下，由于可见光的波长短，克服障碍的能力差，因而观测效果差，但红外线的波长较长，特别是工作在8～14um的热成像仪，穿透雨、雾的能力较高，因此仍可以正常观测目标。因此在夜间以及恶劣气候条件，采用红外热成像监控设备可以对各种目标如人员、车辆等进行监控。
红外热成像技术在安防领域中的应用二：防火监控
由于红外热成像仪是反映物体表面温度而成像的设备，因此除了夜间可以作为现场监控使用外，还可以作为有效防火报警设备，在大面积的森林中，火灾往往是由不明显的隐火引发的。
这是毁灭性火灾的根源，用现有的普通方法，很难发现这种隐性火灾苗头。而应用红外热成像仪可以快速有效地发现这些隐火，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。
红外热成像技术在安防领域中的应用三：伪装及隐蔽目标的识别
普通的伪装是以防可见光观测为主。一般犯罪分子zuo'an通常隐蔽在草丛及树林中，由于野外环境的恶劣及人的视觉错觉，容易产生错误判断。

红外热成像装置是被动接受目标自身的热辐射，人体和车辆的温度及红外辐射一般都远大于草木的温度及红外辐射，因此不易伪装，也不容易产生错误判断。选择红外热成像仪的六大要素
1、像素
首先要确定购买红外热像仪的像素级别，大多红外热像仪的级别和像素有关。民用红外热像仪中相对高端的产品像素为640*480=307,200，此高端红外热像仪拍摄的红外图片清晰细腻，在12米处测量的Z小尺寸是0.5*0.5cm;中端红外热像仪的像素为320*240=76,800，在12米处测量的Z小尺寸是1*1cm;低端红外热像仪的像素为160*120=19,200，在12米处测量的Z小尺寸是2*2cm。可见像素越高所能拍摄目标的Z小尺寸越小.
2、测量范围和被测物
根据被测物体的温度范围确定测温范围，来选择合适温度段的红外热像仪。目前市场上的红外热像仪大多会分成几个温度档，比如-40-120℃0-500℃，并不是温度档跨度越大越好，温度档的跨度小测温相对会更准确些。另外一般红外热像仪需要测量500℃以上的物体时，则需要配备相应的高温镜头。
3、温度分辨率
温度分辨率体现了一台红外热像仪的温度敏感性，温度分辨率越小红外热像仪对温度的变化感知越明显，选择时尽量选择此参数值小的产品。红外热像仪测试被测物的主要目的是通过温度差异找出温度故障点，测量单个点的温度值并没有太大意义，主要是通过温度差异来找相对的热点，起到预维护的作用。
4、空间分辨率
简单来说，空间分辨率数值越小则空间分辨率越高，测温越准确，空间分辨率数值越小时，被测Z小目标可以覆盖红外热像仪的像素，测试的温度即被测目标的真实温度。
如果空间分辨率数值越大则空间分辨率越低，被测的Z小目标不能完全覆盖红外热像仪的像素，测试目标就会受到其环境辐射的影响，测试温度是被测目标及其周围温度的平均温度，数值不够准确。
5、温度稳定性
红外热像仪的核心部件为红外探测器，目前主要有两种探测器，即氧化钒晶体和多晶硅探测器。氧化钒探测器主要的优势是测温视域
MFOV(MeasurementFieldofView)为1，温度测量是精确到1个像素点。
AmorphousSilicon(多晶体硅)传感器，MFOV为9，即每点的温度是基于3×3=9个像素点平均而获得。氧化钒探测器的温度稳定性好、寿命长，温度漂移小。
6、红外与可见光图像的组合功能
如果红外图像和可见光图像组合显示就减少了大量工作，可根据可见光图片来判断红外图片中热点的未知，同时报告自动生成也会大大减少操作时间。

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