【中國安防展覽網 品牌專欄】1800年，英國物理學家F. W. 赫胥爾發現紅外線，從此開辟了人類應用紅外技術的廣闊道路。從紅外理論的不斷深化，到紅外熱成像產品的不斷升級、改進，借助這項獨特的技術，人類把一個未知的世界變成可視。紅外熱成像技術的應用在不斷拓展和成熟。本文將集中談論和闡述紅外熱成像技術在安全防范領域的多種應用。
紅外熱成像技術
自然界中，一切高于零度(-273.15℃)物體都在向外輻射紅外線，紅外線波長在800nm-2500nm之間，屬不可見光波范圍，人眼不能直接觀察紅外線！因此利用特殊的電子裝置測定目標的本身和背景之間的紅外線強度差，可得到不同的紅外圖像，熱紅外線形成的圖像稱為熱圖。
紅外熱成像技術使人眼不能直接看到目標的表面溫度分布，變成人眼可以看到的代表目標表面溫度分布的熱圖像，完成這一過程的電子裝置稱之為紅外熱像儀。
人類對紅外技術的探索始于軍事戰爭中對軍事裝備的需求，早期的紅外技術亦只掌握在少數的幾個發達國家，在了解到紅外技術的巨大潛力后，亦隨著熱成像技術的成熟，各類適用于國民經濟中的民用熱像儀開始問世，并得到迅猛發展。現代紅外技術(例如：紅外診斷技術)是以紅外物理學、紅外光電子技術和微型計算機技術為基礎發展起來的一門新興的綜合性技術學科，它以紅外輻射作為能量和信息傳遞的手段。
紅外熱成像技術在國民經濟各部門發揮的作用也越來越大，應用領域不斷擴大：工業上的溫度測量、生產過程監控、烘烤、設備狀態監測與故障診斷、無損檢測；農業上的國土調查、作物長勢與產量預估、灌溉管理、病蟲害預報、農產品脫水干燥；醫學上的病理診斷、療效檢測、檢驗檢疫、以及許多基礎科學研究；以及在現代國家強力發展的安民*方針——安全防范領域中夜視監控、惡劣環境監控、防火監控和*追蹤等領域。
紅外熱像儀在安全防范領域的應用
社會安全防范系統是一個特大型、綜合性非常強的管理系統，不僅需要滿足治安管理、城市管理、交通管理、應急指揮、*追蹤等需求，而且還要兼顧災難事故預警、安全生產監控等方面對圖像監控的需求。在視頻監控領域，可見光監控設備固然扮演著極其重要的角色，但是由于不可避免的晝夜交替以及惡劣氣候的影響，在一定程度上限制了可見光監控設備的正常發揮，而紅外熱成像監控產品正好彌補了這一缺失特別適合高安全級別區域的入侵防范。
紅外熱像儀在安全防范領域應用的優勢
由于傳統的安防偵察監控系統(可見光)受限于技術層面，在一些特定的環境下很難獲得理想效果，如在霧霾天氣下、煙霧環境中、完全無光的夜晚、高反差/逆光條件下、樹林草叢中等。一般紅外熱像儀被動成像響應波長在8~14微米之間，該波段紅外線的傳播輻射不受可見光的影響。因此，紅外熱像儀的出現，地補充了上述系統的局限性。
一、 無可見光條件下監控。緩解普通可見光CCD夜間/低照度監控資源不足，降低人工監管密度；不受光線影響，提高夜間安防監控打擊力度；可實現網絡化、遠距離監控，24小時全天候監控。
圖1 在低照度條件下可見光圖像和紅外圖像效果對比
二、 隱蔽性強。在夜間/低照度環境下，傳統監控往往使用主動光源補充的設備來達到監控效果。因此，對于別有用心的*分子，可以繞過這些監控設備，或者針對性破壞這些設備來達到*目的。紅外熱像儀屬于被動成像設備，不需要任何光源照射就可以準確成像。
圖2 **無法發現隱蔽的紅外熱像儀
三、 高對比/逆光條件下觀察監控。對于普通的可見光/微光攝像機，在有強烈光源的條件下，會產生曝盲或者在設備自身對比度調節下，而無法看清光源以外的目標物體。而紅外熱像儀則可以避免該問題。
圖3 在逆光條件下可見光圖像和紅外圖像效果對比
四、 惡劣環境下監控。由于紅外線波長較長，所以具有的“透煙透霧”特性。紅外熱像儀能更好地實現惡劣環境下(如雨、雪、煙、霧、霾和沙塵天氣)的監控和識別。產品能提供高對比度的圖像，提高視頻分析的可靠性；
圖4 在濃霧條件下可見光圖像和紅外圖像效果對比
五、 識別率高。能對偽裝及隱蔽的目標進行智能視頻監控與識別。一般情況下，偽裝主要是防可見光觀測，例如迷彩服、雪地衣和夜行衣等等。紅外熱成像儀是被動接受目標自身的熱輻射，當人體和車輛隱蔽在草叢及樹林中時，它的溫度及紅外輻射一般都遠大于草木地面等環境溫度及紅外輻射，因此很容易被自動識別出來。
圖5 叢林中，穿迷彩服人體可見光圖像和紅外圖像效果對比
六、 超遠距離監控。配合高分辨率探測器以及長焦鏡頭，紅外安防監控攝像頭可以觀察到距離幾公里外的人體，車輛以及幾十公里云霧外的飛機。
圖6 紅外熱像儀超遠距離監控效果圖
七、 紅外圖像智能分析。紅外安防監控系統可實現智能化自動分析。通過設定警戒區域，實現入侵、穿越、滯留等行為自動跟蹤報警。可現有將可見光監控的智能分析功能使用在紅外熱像儀視頻上。
圖7 紅外熱像儀發現并跟蹤200米/500米外的行人
八、 潛在火源發現，把火災扼殺在萌芽階段。物理學上發現，物體的溫度越高，輻射的紅外線越強。因此，在紅外熱像儀上觀察的物體/建筑越亮，意味著該物體/建筑溫度越高。一旦溫度高達/超出建筑材料的燃點，很容易就發生火災險情。因此在物體聚集熱量的時候，紅外熱像儀就可以直接觀察出其中的溫度變化，進而在著火前將隱患撲滅。
圖8房子熱圖，可以明顯地發現屋檐下有一高熱源亮點，經檢查為路燈電路短路造成的
紅外熱像儀在安全防范領域的應用場景
紅外熱像儀廣泛應用于國民生活中安全防范項目的各個領域。
一、 機場安防監控。機場是國家重要公共場所及重要安全設施。無論是受保護的乘客，機場工作人員以及昂貴的設備，還是面對非法周界入侵、破壞機場設施等*活動。
圖9 廣州白云機場外圍遠程紅外監控圖像
圖10 夜間機場內部安防紅外監控圖像和可見光圖像
二、 停車場安防監控。在停車場內部以及各個出入口安裝紅外安防監控頭，能日夜監視停車場內安全環境，保護車輛和人員安全。同時能在時間發現盜竊、失竊、破壞等*事件。
圖11 夜間停車場內部安防紅外監控圖像和可見光圖像
三、 港口安防監控。海港內船只交通以及周邊邊界等安全問題都需要有效的監控來實現，尤其是在夜間、水霧天氣。因為紅外熱像儀有很好的夜視和透霧功能，所以安防監控系統可以全天候檢測目標區域的安全。
圖12 夜間海港安防紅外監控圖像和可見光圖像
四、 社區安防監控。隨著人們安防意識的提高，社區安全的重要性日益凸顯。特別是在高綠化社區，*分子利用綠化樹叢躲避檢查，從而在晚上等黑暗時間進行*活動。安防監控系統能夠通過夜視功能發現隱匿*分子，從而有效的預防夜間偷盜、破壞等*行為的發生，同時能夠提高居民的人身、財產安全保護等級。將對社區人民的*扼殺在萌芽狀態。
圖13 社區主要通道紅外監控識別圖像
五、 重要設施、地點安防監控。紅外安防監控是以物體表面溫度被動成像的系統，在夜間可以作為重要設施、重點部門、建筑、地點現場夜視監控使用。例如銀行、監獄、醫院、學校、車站、公園等等。特別是銀行、監獄等地方，一旦別有用心的*分子進行*活動，往往會特意繞開補光的視頻監控設備進行破壞活動。紅外熱像儀是被動成像，不需要任何補光設備都能正常成像，可以隱蔽在暗中發現*活動。
圖14 廣州博物館人員進出安防紅外熱圖效果
六、 公安巡邏及*偵查。*分子主要是在夜間或者有偽裝的地點(如樹林。草叢)實施*活動。紅外熱像儀由于不受光照強度、煙霧、草叢等因素的影響，因此在*偵查方面效果非常顯著。
目前,警用紅外熱像儀在尋找并營救失蹤人員、搜尋逃犯、緝毒、監視周邊情況等方面都得到了廣泛的應用,成為執法中不可缺的工具。公安警察可以通過紅外熱像儀發現躲藏在暗處或者樹叢里的嫌疑犯，或者嫌疑犯在逃跑時，跟蹤嫌疑犯的逃跑路線，并發現嫌疑犯丟棄的兇器。按產品的使用方式，熱像儀可以分為車載監控紅外熱像儀和手持偵察紅外熱像儀。
? 車載型紅外熱像儀
圖15 外置式雙通道警用車載熱像儀，遠可在數百米開外發現人體目標。
圖16 夜晚郊外無光道路追蹤**
? 手持式紅外熱像儀
圖17 手持式警用紅外熱像儀工作方式
圖18 夜晚發現偷車*
圖19 夜晚發現山下水庫偷魚*
七、 消防滅火現場指揮與人員拯救。火災現場往往是濃煙密布，情況復雜，僅靠肉眼進行觀察和搜救，不可能清晰地觀察情況，更會延誤搶救時機。應用消防型紅外熱像儀，可輕松穿透濃煙，清晰地看清火場狀況，發現著火點和燃燒物，及時搜救遇險人員，提高被困人員生還率。另外，消防隊員還可以應用紅外熱像儀，觀察到房門、窗戶、屋頂的溫度，從而判斷室內溫度高低，避免由于家具受熱揮發出的可燃氣體聚集因突然開門而產生的閃燃，以避免消防人員自身傷亡。
圖20消防熱像儀
八、 發熱人群檢疫。紅外熱像儀可以對機場，火車站，客運站，碼頭，展會等人流密集地方進行體溫檢測等等。紅外熱成像是非接觸式測溫，通過熱像儀觀察人群，就可以直接測量出人體額頭等裸露部位的體溫，避免醫務人員與患者直接接觸。同時，紅外熱像儀是對人群進行批量測溫，不需要一人一人額頭測溫，大大提高了檢測人群的流通能力。紅外醫療熱像儀，其測溫精度可達±0.5℃。通過紅外熱成像及測溫技術，對過往的人群進行溫度篩查，進而加強安保工作，從而可以有效控制疫情，防止疫情迅速擴散，保證地區人員安全。
圖21 公共場所重要通道人流人體測溫熱圖
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