紅外熱成像儀工作原理

　　我們首先來(lái)了解下紅外熱像儀的工作原理，自然界中的一切物體，只要其溫度高于絕對(duì)零度(-273℃)，都能輻射電磁波，紅外線輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射，它是基于任何物體在常規(guī)環(huán)境下都會(huì)產(chǎn)生的自身的分子和原子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，并不停地輻射出熱紅外能量。紅外熱成像儀通過(guò)熱成像鏡頭將物體的紅外輻射投射紅外探測(cè)器上，紅外探測(cè)器再將強(qiáng)弱不等的輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大和視頻處理，形成可供人眼觀察的視頻圖像。

　　(光譜圖)

　　在完全漆黑的環(huán)境及各種天氣條件下進(jìn)行觀測(cè)的新型工具，通過(guò)使用紅外熱像儀"看清"物體散發(fā)出的熱能。紅外熱像儀可生成可見(jiàn)紅外線或"熱"輻射圖像。根據(jù)物體間的溫差生成清晰的圖像，即使最小的細(xì)節(jié)也能纖毫畢現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)晝夜工作。

　　紅外熱成像儀的優(yōu)勢(shì)：

　　1.全天候工作，無(wú)需光源，不怕強(qiáng)光。

　　2.穿透霧雨雪能力強(qiáng)，能適應(yīng)全天候條件下成像。

　　3.識(shí)別偽裝能力強(qiáng)。

　　4.具備溫度探測(cè)能力，相對(duì)于可見(jiàn)光，更有利于提高智能分析的準(zhǔn)備性。

　　5.同時(shí)觀察1～2km縱深的大場(chǎng)景范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。

　　由于紅外熱像儀根據(jù)場(chǎng)景發(fā)散的紅外輻射產(chǎn)生熱圖像畫(huà)面，因此它們可以提供各種條件下的高對(duì)比度熱圖像。無(wú)論天氣和照明條件如何，熱畫(huà)面都能以高對(duì)比度的熱圖像清晰顯示入侵目標(biāo)物，這使得安保系統(tǒng)在探測(cè)性能方面具有更高的一致性。以鐵路監(jiān)控為例，常規(guī)的鐵路防護(hù)報(bào)警主要有橋梁和隧道通知報(bào)警、落石檢測(cè)報(bào)警、滑坡和坍方檢測(cè)報(bào)警、雪崩檢測(cè)報(bào)警、水位檢測(cè)報(bào)警等。隨著鐵路沿線安全視頻監(jiān)控的投資不斷增大，同時(shí)熱成像技術(shù)成本的逐漸下降，采用熱成像+長(zhǎng)焦大鏡頭攝像機(jī)組成的多波段夜視設(shè)備，最大的優(yōu)勢(shì)就是充分利用各波段成像原理的優(yōu)勢(shì)，最終滿足各部門(mén)間統(tǒng)籌兼顧的需求。

　　紅外熱成像儀，可應(yīng)對(duì)嚴(yán)峻的室外環(huán)境，防塵防風(fēng)防雨防寵物，大大降低了誤報(bào)的可能性，配合預(yù)警軟件平臺(tái)，一旦探測(cè)到有人或車(chē)輛等企圖侵入，就會(huì)立刻報(bào)警。嵌入式智能分析技術(shù)的監(jiān)控跟蹤系統(tǒng)，可以用到它所具有入侵檢測(cè)和自動(dòng)跟蹤功能模塊，使邊界入侵防范的問(wèn)題得以解決，內(nèi)置功能強(qiáng)大的報(bào)警分析模塊，性能可靠，降低誤報(bào)率。

　　常見(jiàn)的地質(zhì)災(zāi)害主要指危害人民生命和財(cái)產(chǎn)安全的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降等六種與地質(zhì)作用有關(guān)的災(zāi)害，其中更為常見(jiàn)，與大家密切相關(guān)的則是前三種崩塌、滑坡、泥石流，這三種地質(zhì)災(zāi)害之間不僅有共通之處，在極端情況(往往是大暴雨、地震)下還存在著相互轉(zhuǎn)化和相互促進(jìn)的關(guān)系。如何能夠以最快的速度救助更多的生命已成為國(guó)民關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　地質(zhì)災(zāi)害防護(hù)報(bào)警主要有地災(zāi)通知報(bào)警、落石檢測(cè)報(bào)警、滑坡和坍方檢測(cè)報(bào)警、雪崩檢測(cè)報(bào)警、水位檢測(cè)報(bào)警等

　　1.預(yù)警監(jiān)測(cè)水壩、湖泊、堤壩的險(xiǎn)情

　　紅外熱像儀可以對(duì)水庫(kù)堤壩的情況實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)控，監(jiān)控滲漏點(diǎn)、監(jiān)控開(kāi)裂塌方、監(jiān)控水流的大小，無(wú)論是白天或是夜間，無(wú)論陰雨有霧天還是晴天，熱像儀可非常清楚的看到滲漏出來(lái)流淌的水，因?yàn)樗疁乇拳h(huán)境溫度低，同時(shí)水的輻射率與周?chē)矬w的輻射率有區(qū)別，因此即使是同一溫度也能分辨出水來(lái)。

　　而可見(jiàn)光攝像機(jī)就不能在夜間看到堤壩的情況，更無(wú)法區(qū)分出水流來(lái)，即使是白天，可見(jiàn)光的效果沒(méi)有紅外熱像儀的監(jiān)控效果好。昆明北方紅外特種光學(xué)技術(shù)公司，擁有遠(yuǎn)距離監(jiān)控壩區(qū)情況的紅外熱像儀，可以解決目前壩區(qū)監(jiān)控預(yù)報(bào)的一些問(wèn)題。

　　2.熱像儀可全天候遠(yuǎn)距離(5—10公里)監(jiān)控山體滑坡情況。

　　3.公路是通往災(zāi)區(qū)的生命線，用遠(yuǎn)距離紅外熱像儀可以全天候監(jiān)控幾十公里范圍內(nèi)的公路是否暢通、是否被山體滑坡把路堵塞，是否出車(chē)禍等，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題盡快通知采取行動(dòng)。

　　4.遠(yuǎn)距離探測(cè)和搜索被困人員，熱像儀在數(shù)公里范圍內(nèi)，能非常容易發(fā)現(xiàn)被困人員、掉到深溝懸崖中的出事車(chē)輛。

　　5.遠(yuǎn)距離全天候監(jiān)控河道中河水流量，以確認(rèn)上游的水情。

　　6.紅外熱像儀可以監(jiān)測(cè)水管漏水、電力輸電線、變電站中的電力設(shè)備。

　　7.紅外熱像儀可檢測(cè)帳篷的密封性，漏雨點(diǎn)。

　　8.檢測(cè)食品、藥品。特別是針對(duì)地震救災(zāi)物資的存儲(chǔ)情況(發(fā)霉，變質(zhì)等監(jiān)測(cè))

　　9.熱像儀可準(zhǔn)確檢查受災(zāi)群眾身體受傷部位。

　　10.夜間可以監(jiān)控受災(zāi)區(qū)的安全。

　　紅外熱成像檢測(cè)警系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　優(yōu)勢(shì)分析：

　　a) 檢測(cè)可以設(shè)定多個(gè)任意形狀的防區(qū)，多個(gè)防區(qū)位置可以重疊，互不影響;各防區(qū)內(nèi)各類(lèi)型的參數(shù)可以獨(dú)立設(shè)定，互不影響;

　　b)滿足預(yù)設(shè)條件的多個(gè)目標(biāo)進(jìn)入警戒區(qū)域，可以同時(shí)對(duì)所有目標(biāo)分別檢測(cè)、分類(lèi)和跟蹤;

　　c) 根據(jù)預(yù)設(shè)條件，可以自動(dòng)區(qū)分防區(qū)內(nèi)入侵者突發(fā)事件的類(lèi)型，只有符合指定特征的突發(fā)事件才會(huì)引發(fā)報(bào)警，而其他不符合條件的入侵將會(huì)被忽略;

　　d) 與被動(dòng)紅外傳感器(PIR)、地面震動(dòng)傳感器等傳統(tǒng)直線(或點(diǎn)式)傳感器相比，智能視頻入侵檢測(cè)功能可以提供更大的檢測(cè)范圍、更高的檢測(cè)率(POD)和更低的誤報(bào)率(FAR)，因此可以用它來(lái)替代各種類(lèi)型的直線(或點(diǎn)式)傳感器來(lái)進(jìn)行入侵檢測(cè)和報(bào)警;

　　f) 擴(kuò)展性強(qiáng)，具有聯(lián)動(dòng)報(bào)警功能，一旦有突發(fā)事件發(fā)生在我們布防的區(qū)域，那么紅外周界報(bào)警系統(tǒng)對(duì)周邊監(jiān)控產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，自動(dòng)轉(zhuǎn)向報(bào)警區(qū)域，中心監(jiān)視器畫(huà)面自動(dòng)切換到報(bào)警防區(qū)，硬盤(pán)錄像機(jī)自動(dòng)對(duì)該防區(qū)圖像進(jìn)行錄制，現(xiàn)場(chǎng)警燈警視。

　　滑坡造成泥石流造成人生命的損失，面對(duì)如此厚的土體，生命難以維系，但只要有一絲希望，救援人員就不會(huì)放棄。在災(zāi)難面前，紅外熱成像到底能發(fā)揮怎樣的作用?

　　無(wú)人機(jī)搭載紅外熱像儀

　　災(zāi)害發(fā)生后，當(dāng)局需要及時(shí)進(jìn)行損失評(píng)估，以便于知道有多少人受到影響和可能的混亂程度。要想在空中投放很多電子眼，無(wú)人機(jī)是一種廉價(jià)又高效的方式。 配備視頻和紅外熱像儀，無(wú)人機(jī)也能執(zhí)行有效的搜索和救援任務(wù)。它們能夠飛越廣泛而遙遠(yuǎn)的區(qū)域，在精確搜索模式下找到失蹤的人們。

　　它們可以幫助第一反應(yīng)部隊(duì)如警察和消防隊(duì)找到設(shè)立臨時(shí)集結(jié)區(qū)的地方。它們能發(fā)現(xiàn)幸存者，甚至聽(tīng)到他們的聲音或查明身處的位置。

　　即使街道上堆滿了不可跨越的碎片，無(wú)人機(jī)加紅外熱像儀，可以提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。這種即時(shí)啟動(dòng)的能力，讓無(wú)數(shù)命懸一線的人重獲生機(jī)。

　　運(yùn)用無(wú)人機(jī)搭載熱像儀高空觀測(cè)設(shè)備航拍，重建了整個(gè)區(qū)域的原始地理信息；同時(shí)對(duì)泥石流流向和作用力等進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，得出樓房被沖擊后的位移以及坍塌方位，從而確認(rèn)被掩埋樓房的大體位置，如此，為救援人員進(jìn)行有目標(biāo)的實(shí)地搜救提供了重要幫助。同時(shí)，通過(guò)熱像儀檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)是否有異常熱源，根據(jù)掩埋物的相關(guān)信息，推測(cè)熱源是否有危險(xiǎn)，再做出相應(yīng)救援方案。

　　熱成像+長(zhǎng)焦大鏡頭

　　采用熱成像+長(zhǎng)焦大鏡頭攝像機(jī)組成的多波段夜視設(shè)備，最大的優(yōu)勢(shì)就是充分利用各波段成像原理的優(yōu)勢(shì)，最終滿足各部門(mén)間統(tǒng)籌兼顧的需求。

　　救援難，機(jī)械人工刨挖8、9米都到不了底

　　通過(guò)與無(wú)人機(jī)組合，高空觀測(cè)設(shè)備航拍，重建了整個(gè)區(qū)域的原始地理信息;同時(shí)對(duì)泥石流流向和作用力等進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，得出樓房被沖擊后的位移以及坍塌方位，從而確認(rèn)被掩埋樓房的大體位置，如此，為救援人員進(jìn)行有目標(biāo)的實(shí)地搜救提供了重要幫助。同時(shí)，通過(guò)熱像儀檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)是否有異常熱源，根據(jù)掩埋物的相關(guān)信息，推測(cè)熱源是否有危險(xiǎn)，再做出相應(yīng)救援方案。

　　下圖為深圳滑坡"泥下地圖"發(fā)布：標(biāo)記出16個(gè)掩埋點(diǎn)：

　　其實(shí)，熱像儀一直以來(lái)都是工業(yè)和建筑行業(yè)的一個(gè)重要話題。而該領(lǐng)域最新一項(xiàng)發(fā)展就包括了空中熱成像檢測(cè)。通過(guò)熱像儀與無(wú)人機(jī)相結(jié)合，尤其能夠用于對(duì)無(wú)法靠近的建筑或電線進(jìn)行熱成像檢測(cè)，可大量應(yīng)用于消防救災(zāi)和執(zhí)法工作。同時(shí)，熱成像無(wú)人機(jī)能檢測(cè)光伏系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)還可用于其他工業(yè)領(lǐng)域：研發(fā)、領(lǐng)先的航空考古學(xué)，或?qū)?dòng)物的觀察等等。