热成像技术分析

热成像技术分析

热成像技术分析

热成像技术是指利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。

热成像技术是根据所有物体都发热这一事实来实现的。尽管许多物体从外表看不出什么，但在其上仍有冷热之分。借助热图上的颜色可以看到温度的分布，红色、粉红表示比较高的温度，蓝色和绿色表示了较低的温度。

在全天候监控的竞技场上，除了热成像在养精蓄锐外，低照度、激光照明与红外灯等技术也纷纷安营扎寨，瓜分昼夜监控的前端市场。然而株式会社腾龙新事业推进室室长市川敬表示，低照度摄像机虽然可以在微弱的光照下成像，但在完全无光的环境下却成了摆设;通过激光照明成像的摄像机可以准确反应拍摄物体的信息，但该技术依赖于光源照明，所以应用范围受到一定限制;近红外摄像机也是一种主动

型摄像机，可其在使用寿命和照射距离上时常显得差强人意。神戎的陈大明亦表示，与低照度、激光照明与红外灯等技术相比，红外热像仪具有无可代替的绝对优势。

一.热成像技术的发现

1800年英国的天文学家Mr.WilliamHerschel用分光棱镜将太阳光分解成从红色到紫色的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。他发现，当水银温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反而比红光区更高。反复试验证明，在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的“热线”，后来称为“红外线”，也就是“红外辐射”。

红外线普遍存于自然界中，任何温度高于绝对零度（-273.16℃）的物体都会发出红外线，比如冰块。

光线就是可见光，是人眼能够感受的电磁波。可见光的波长为：0.38—0.78微米。比0.38微米短的电磁波和比0.78微米长的电磁波，人眼都无法感受。比0.38微米短的电磁波位于可见光光谱紫色以外，称为紫外线，比0.78微米长的电磁波位于可见光光谱红色以外，称为红外线。红外线，又称红外辐射，是指波长为0.78~1000微米的电磁波。其中波长为0.78~2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。照相机成像得到照片，电视摄像机成像得到电视图像，都是可见光成像。自然界中，一切物体都可以辐射红外线，因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像，热红外线形成的图像称为热图。目标

的热图像和目标的

可见光图像不同，它不是人眼所能看到的目标可见光图像，而是目标表面温度分布图像，换一句话说，红外热成像使人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。作为世界最先进的高科技产品，红外热像仪的知名品牌主要集中在美国。近年来，我国在红外热像仪领域也取得了巨大进步，但是在技术上相对美国还有一定差距，相信国内品牌再经过几年的发展，一定能够和美国品牌抗衡。

二.热成像技术的优势

1、作用距离远。一般的红外灯产品只有不到100米的成像距离。热像仪对物体辐射的红外线进行成像，不受环境光和照明光的限制，一般长焦热成像仪能观测3千米以上的人员和6千米以上的车辆。

2、隐蔽性强。它完全是被动地接收信号，不主动发射探测信号，这样就不容易被反侦察手段所发现。

3、穿透能力强。红外热辐射比可见光具有更强的穿透雾、霾、雨、雪的能力，因而红外热成像系统在恶劣天气条件下的成像效果几乎不受影响。特别是作用于8-14um的长波红外热像仪，具有更强的穿透雾能力。

4、全天候工作能力，抗强光干扰。红外热成像仪成像不借助照明光和环境光，而是靠目标与背景的辐射产生景物图像，因此红外热成像系统能24小时全天候工作，并且也不会像其他夜视设备那样受可见光强光干扰。而低照度摄像机在没有环境光的情况下不能成像。

5、能识别隐蔽目标。普通的伪装是以防可见光观测为主。一般犯罪分子作案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。红外热成像能透过伪装和草丛树叶，探测出隐蔽的热目标，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。

6、防火监控。一般的火灾都是由不明显的隐火引发的。用现有的普通方法，很难发现这种隐性火灾苗头。由于红外热成像仪是反映物体表面温度而成像的设备，应用红外热成像仪透过烟雾发现着火点，做到早知道早预防，早扑灭。

7、功耗低寿命长。激光照明或者红外灯由于需要主动照明，整机功耗比较大，有些特殊供电的场合，必须使用低功耗的红外热像仪系统。由于红外灯等主动系统的散热问题不好解决，而普通红外灯的寿命只有1000小时，激光照明的寿命大约为10000小时，但是非制冷红外热成像仪的寿命可达45000小时。

三.热成像技术的发展

美国RNO公司在1964年首次研制成功第一代的热红外成像装置，叫红外前视系统，这类装置利用光学元件运动机械，

对目标的热辐射进行图像分解扫描，然后应用光电探测器进行光——电转换，最后形成视频图像信号，并在荧屏上显示，红外前视系统至今仍是军用飞机、舰船和坦克上的重要装置。六十年代中期，在红外前视装置的基础上，开发了具有温度测量功能的热红外成像装置。这种第二代红外成像装置，通常称为热像仪。

热成像仪的品牌非常多，客户在选择时，有点无从下手，在选择红外热像仪时，建议选择大品牌的热成像仪。2012年4月，美国知名的Thermal infrared imager TIMES,发布了2011年全球热成像仪品牌排名，美国RNO连续5年荣登销量榜首，其PC160G红外热像仪更是以40%的市场份额连续8年荣登单品销量冠军。在选择时，可以根据这个排名，进行参考选择。同时选择适合自己的型号。2013年，RNO推出其全新款IR系列热成像仪，其最大的特点是将高端红外热像仪的功能，移植到了160*120分辨率的的低端热成像仪上，让RNO IR160成为世界首款具有3个可移动区域测温，并且具有可见光拍摄的的160*120热成像仪，2013年上半年，RNO IR160即成为北美销量第一的的红外热像仪，取代了RNO PC160的位置。下图就是RNO IR160热成像仪.

1.美国RNO

RNO公司于1940年成立于美国芝加哥，是全球历史最为悠久的热

像仪生产企业，在二战中，RNO热像仪曾广泛应用美国军方。经过70年的发展，RNO下设了美国RNO红外热像仪公司，美俄合资RNO 夜视仪公司。RNO是全球最为专业的热像仪公司，其下属的RNO夜视仪，在3,4代高端夜视仪领域拥有极大的知名度。

70年来，RNO一直专门致力于热像技术的开发，RNO热像仪工厂分别设在美国、英国、日本和中国。RNO夜视仪则将工厂设立在俄罗斯。

目前RNO在全球拥有近5000名雇员，其授权分销商及服务分公司遍布全球100多个国家。

美国RNO一直是全球热像仪技术的领导者。引领全球热像技术的发展。

RNO以生产中高端热像仪为主，2011年，美国RNO以高达50%的市场份额位居全球红外热像仪首位，其传奇产品PC-160以高达30%的市场份额连续5年位居全球红外热像仪销售宝座。这款售价不到5000美元的产品，以高达60HZ的帧频，-20-600度两温区选择，以及移动点移动区高温自动捕捉等功能，让其成为最具性价比产品，成为红外热像仪的一代神话。

2.美国FLUKE

福禄克电子仪器仪表公司于1948年成立，是丹纳赫（Danaher）集团的全资子公司。福禄克是一个跨国公司，总部设在美国华盛顿州的埃弗里德市，工厂分别设在美国、英国，荷兰和中国，其销售和服务分公司遍布欧洲、北美、南美、亚洲和澳大利亚。目前福禄克公司的

授权分销商已遍布世界100多个国家，雇员

约2400人。

多年来，福禄克电子仪器仪表公司创造和发展了一个特定的技术市场——为各个工业领域提供用于测试和检测故障的优质电子仪器仪表产品，并把该市场提升到重要地位。每新建的一个工厂、办公区、或设施，都可成为福禄克产品的潜在用户。从工业控制系统的安装调试到过程仪表的校验维护，从实验室精密测量到计算机网络的故障诊断，福禄克的产品帮助各行各业的业务高效运转并不断发展。无论是技术人员、工程师、科研、教学人员还是计算机网络维护人员，都通过使用福禄克的仪器仪表产品扩展了个人能力，并出色地完成了工作。正是他们，给予了福禄克最大的信任和最好的口碑，使得福禄克品牌在便携、坚固、安全、易用、和严谨的质量标准方面得到高度的美誉，成为所涉及的领域中的领导者。

3.美国FLIR

FLIR Systems Inc,(NASDAQ:FLIR)作为创新成像系统制造领域的领军企业，其产品范围涉及红外热像仪、航空摄像机和机械检测系统等。FLIR产品已在全球60余个国家内的工商业及政府领域中发挥了

重要作用。

50多年来，FLIR公司一直致力于为科研、工业、执法机关及军工领域提供红外热像仪和夜视仪设备，堪称商用红外热像仪领域中无可辩驳的领导者。FLIR产品系列应用极为广泛，涵盖预防性维护、状态监控，无损测试、研发、医疗科学、温度测量、热测试、执法机关、监视、安保及生产过程控制等各个领域，能够为入门级或专家级用户提供最为全面的支持。

FLIR在低端红外热像仪产品及具优势，其售价不到2000美金的I3，I5，虽然仅仅是入门级机型，但是深受不发达地区的低端客户青睐。2011年，FLIR凭借其I3的销量，以20%的市场份额，依然维持做其全球销量亚军的称号。

作为美国第三大热像仪品牌，FLUKE在2011年以将近15%的市场份额，位居季军。