一、什么是紅外熱成像？

任何有溫度的物體都會發出紅外線，熱像儀如flir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。光線是大家熟悉的。光線是什么？光線就是可見光，是人眼能夠感受的電磁波。可見光的波長為：0.38—0.78微米。比0.38微米短(duan)的電磁波和(he)比0.78微米長的電磁波，人眼都無法(fa)感受。比0.38微(wei)米短的電(dian)磁波位于(yu)可(ke)見(jian)光光譜紫色以外，稱(cheng)為紫外線(xian)，比(bi)0.78微(wei)米長(chang)的電磁波(bo)位(wei)于可見光(guang)(guang)光(guang)(guang)譜(pu)紅色以外(wai)，稱為(wei)紅外(wai)線。紅外(wai)線，又稱紅外(wai)輻射(she)，是指(zhi)波(bo)長(chang)為(wei)0.78~1000微米的(de)電磁波。其(qi)中波長為0.78~2.0微米的部(bu)分稱為近紅外，波(bo)長為2.0~1000微(wei)米的(de)(de)(de)部分(fen)(fen)稱為熱(re)(re)紅(hong)外(wai)線。照相機成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)得到(dao)(dao)照片，電視(shi)攝(she)像(xiang)(xiang)(xiang)機成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)得到(dao)(dao)電視(shi)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)，都(dou)是可(ke)見光(guang)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)。自(zi)然界中，一切物體(ti)都(dou)可(ke)以輻射紅(hong)外(wai)線，因此利(li)用(yong)探(tan)測(ce)儀測(ce)定目(mu)(mu)標(biao)的(de)(de)(de)本身和背(bei)景之間(jian)的(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)線差并可(ke)以得到(dao)(dao)不(bu)同的(de)(de)(de)紅(hong)外(wai)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)，熱(re)(re)紅(hong)外(wai)線形成(cheng)的(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)稱為熱(re)(re)圖(tu)。目(mu)(mu)標(biao)的(de)(de)(de)熱(re)(re)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)和目(mu)(mu)標(biao)的(de)(de)(de)可(ke)見光(guang)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)同，它不(bu)是人(ren)(ren)眼所能看(kan)(kan)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)目(mu)(mu)標(biao)可(ke)見光(guang)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)，而是目(mu)(mu)標(biao)表面溫(wen)度(du)分(fen)(fen)布圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)，換一句話說，紅(hong)外(wai)熱(re)(re)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)使人(ren)(ren)眼不(bu)能直接看(kan)(kan)到(dao)(dao)目(mu)(mu)標(biao)的(de)(de)(de)表面溫(wen)度(du)分(fen)(fen)布，變成(cheng)人(ren)(ren)眼可(ke)以看(kan)(kan)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)代表目(mu)(mu)標(biao)表面溫(wen)度(du)分(fen)(fen)布的(de)(de)(de)熱(re)(re)圖(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)。

二、紅外熱(re)成像的特點是什么(me)？

有位著名的美國紅外學者指出：“人類的發展可分為三個階段。個階段是人類通過制造工具，擴展體力活動的能力，第二階段通過提高判斷能力，尋求更清晰和更廣泛的理解與判斷事物的標準，而人類近年來致力的增強獲得輸入信息的能力，擴大感覺范圍或增添新的感官，使我們的大腦能接受更多的信息，正是人類發展的第三階段。在這個階段中，紅外技術的發展已經把人類的感官由五種增加到六種”。這一席話，我認為恰如其分的道出了紅外成像技術在當代的重要性。因為，我們周圍的物體只有當它們的溫度高達1000℃以上時，才(cai)能(neng)夠發出可見(jian)光。相比(bi)之下(xia)，我們周圍所有(you)溫(wen)度(du)(du)在零度(du)(du)（-273℃）以上的物體，都(dou)會不停地發出(chu)熱(re)紅(hong)外線(xian)(xian)。例如(ru)，我們可以計算出(chu)，一(yi)個正常(chang)的人所發出(chu)的熱(re)紅(hong)外線(xian)(xian)能量，大約為100瓦。所以，熱(re)(re)紅(hong)外(wai)線(xian)（或(huo)稱熱(re)(re)輻(fu)(fu)射）是自然界中存在(zai)最為(wei)廣(guang)泛(fan)的(de)輻(fu)(fu)射。熱(re)(re)輻(fu)(fu)射除存在(zai)的(de)普遍性之外(wai)，還有另外(wai)兩(liang)個重要的(de)特(te)性。

1．大氣、煙云等吸收可(ke)見(jian)光和(he)近(jin)紅外線，但是對3~5微米和8~14微米的熱紅外線卻(que)是透(tou)明(ming)的。因此，這(zhe)兩個波段(duan)被稱為熱紅外線的“大氣窗口”。利用(yong)這(zhe)兩個窗口，可以使(shi)人們在完(wan)全無光的夜晚，或是在煙云密布(bu)的戰(zhan)場，清晰地觀察到前方的情況。正是由于這(zhe)個特點，熱紅外成像技術軍事(shi)上提供了(le)先(xian)進的夜視(shi)裝備并為飛機、艦艇和坦克裝上了(le)全天候前視(shi)系統(tong)。這(zhe)些系統(tong)在海灣戰(zhan)爭中(zhong)發揮了(le)非常重要的作(zuo)用(yong)。

2．物體(ti)(ti)的(de)熱輻射能量的(de)大小，直接(jie)和物體(ti)(ti)表面的(de)溫度相關。熱輻射的(de)這(zhe)個(ge)特點使人們可以利用(yong)它(ta)來(lai)對物體(ti)(ti)進行無(wu)接(jie)觸溫度測量和熱狀態分析，從而為工(gong)(gong)業(ye)生產，節約能源(yuan)，保護環(huan)境等等方面提供了一個(ge)重(zhong)要的(de)檢測手段和診(zhen)斷(duan)工(gong)(gong)具。

三、紅外熱(re)像儀的特點

　　自然界所有溫度在零度（-273℃）以上的物體都會發(fa)出紅(hong)外線，紅(hong)外線（或稱熱輻射）是(shi)自然界(jie)中存在最為廣泛的輻射。大氣(qi)、煙云等吸收可見光和近紅(hong)外線，但是(shi)對3~5微米和8~14微米的紅(hong)外線卻是(shi)透明的。因(yin)此，這兩(liang)個(ge)波(bo)段被稱為紅(hong)外線的“大氣窗口”。我們利(li)用這(zhe)兩個窗口，可(ke)以在(zai)(zai)完全無光的夜晚(wan)，或是在(zai)(zai)煙(yan)云密布的惡(e)劣(lie)環境(jing)，能夠清晰地觀(guan)察到前方的情(qing)況。正(zheng)是由于(yu)這(zhe)個特點(dian)，紅外熱成像(xiang)技術可(ke)用在(zai)(zai)安(an)全防范的夜間監(jian)視和森(sen)林(lin)防火監(jian)控系統中。

四、紅外(wai)熱成(cheng)像儀的應用

　　采用紅外熱成像技術，探測目標物體的紅外輻射，并通過光電轉換、信號處理等手段，將目標物體的溫度分布圖像轉換成視頻圖像的設備，我們稱為紅外熱成像儀如flir。紅外熱成像儀可分為致冷型和非致冷型兩大類。致冷型的熱靈敏度高，結構復雜，一般用于軍事用途，而非致冷型靈敏度雖低于致冷型，但其性能已可以滿足多數軍事用途和幾乎所有的民用領域。由于不需要配備制冷裝置，因此非制冷紅外熱成像儀可靠性及性價比較致冷型的高。

　　1、偽裝及隱蔽目標的識別

　　普通的偽裝是以防可見(jian)光觀測為主。一般(ban)犯罪分子作案(an)通常隱蔽在(zai)草(cao)叢(cong)及樹林中，由于野外環境(jing)的惡劣及人(ren)的視覺錯覺，容易(yi)產生錯誤判(pan)斷。紅外熱(re)成像裝置(zhi)是被動接(jie)受目標(biao)自身的熱(re)輻射(she)，人(ren)體和(he)車輛的溫(wen)度及紅外輻射(she)一般(ban)都(dou)遠大于草(cao)木(mu)的溫(wen)度及紅外輻射(she)，因此(ci)不易(yi)偽裝，也不容易(yi)產生錯誤判(pan)斷。

　 2、防火監(jian)控

　　由于紅外(wai)熱成(cheng)像儀是(shi)反映物體(ti)表面溫度而成(cheng)(cheng)像的(de)設備(bei)，因(yin)此除(chu)了夜間(jian)可(ke)以(yi)作為現場監(jian)控使用(yong)(yong)外，還可(ke)以(yi)作為有(you)效(xiao)防(fang)火(huo)(huo)(huo)報警設備(bei)，在大面積的(de)森林中，火(huo)(huo)(huo)災往往是(shi)由不(bu)明顯的(de)隱(yin)(yin)火(huo)(huo)(huo)引發(fa)(fa)(fa)的(de)。這(zhe)(zhe)是(shi)毀(hui)滅性火(huo)(huo)(huo)災的(de)根源，用(yong)(yong)現有(you)的(de)普通方法(fa)，很難發(fa)(fa)(fa)現這(zhe)(zhe)種隱(yin)(yin)性火(huo)(huo)(huo)災苗頭。而應(ying)用(yong)(yong)紅外熱成(cheng)(cheng)像儀可(ke)以(yi)快速有(you)效(xiao)地(di)發(fa)(fa)(fa)現這(zhe)(zhe)些隱(yin)(yin)火(huo)(huo)(huo)，并且可(ke)以(yi)準確判定火(huo)(huo)(huo)災的(de)地(di)點和范(fan)圍(wei)，透過煙(yan)霧發(fa)(fa)(fa)現著火(huo)(huo)(huo)點，做到早(zao)(zao)知道早(zao)(zao)預防(fang)，早(zao)(zao)撲滅。

　　3、夜間及惡劣氣候條件下目標的監控

　　夜晚，由(you)于眾所(suo)周知的(de)原(yuan)因，可見光器材已經不能正(zheng)常工(gong)作，如果采(cai)用(yong)人工(gong)照明的(de)手段(duan)，則容易暴(bao)露目標(biao)。若(ruo)采(cai)用(yong)微光夜視設備(bei)，它同樣也(ye)工(gong)作在(zai)可見光波(bo)段(duan)，依然需(xu)要外(wai)(wai)界光照明。而紅外(wai)(wai)熱成像(xiang)儀是被(bei)動接受目標(biao)自身的(de)紅外(wai)(wai)熱輻射，無(wu)論白天黑夜均可以正(zheng)常工(gong)作，并且也(ye)不會暴(bao)露自己(ji)。同樣在(zai)雨、霧等惡劣的(de)氣候條(tiao)件下，由(you)于可見光的(de)波(bo)長(chang)短，克服障礙的(de)能力差，因而觀(guan)測效果差，但紅外(wai)(wai)線的(de)波(bo)長(chang)較長(chang)，特別是工(gong)作在(zai)8～14um的熱成(cheng)像儀，穿透雨(yu)、霧的能(neng)力(li)較高，因此仍可(ke)以(yi)正常觀測目標。

　　因此在夜間以及(ji)惡劣氣候條件，采用紅(hong)外熱成像(xiang)監控設備（如flir紅(hong)外熱像(xiang)儀(yi)）可以對(dui)各種目標，如人員、車輛等(deng)進行監控。