紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展情況分析

上帝說要有光，于是便有了光;人類說要把物體的溫度圖像化，于是就有了紅外熱成像技術(shù)。而上圖就與溫度圖像化有一定的共通之處，基于溫度的高低用不同的顏色代替。

所謂紅外熱成像技術(shù)或許可以這么理解，它需要具備兩種因素，即紅外線及熱度差異，基于這兩者最終才能形成圖像。據(jù)了解，所有高于絕對零度(-273℃)的物體都會(huì)發(fā)出紅外輻射，并且因?yàn)槲矬w各部分溫度的不同，從而向外輻射出不同能量的紅外線，再利用某種特殊的電子裝置將物體表面的溫度分布轉(zhuǎn)換成人眼可見的圖像，并以不同顏色顯示物體表面溫度分布。如果我們把這個(gè)過程看成是流水線作業(yè)，其整個(gè)過程大致如下：

一個(gè)紅外熱成像儀內(nèi)部包含了多個(gè)組件，如紅外探測器、光學(xué)成像物鏡、光機(jī)掃描系統(tǒng)等，每個(gè)組件分工不同，它們都是這條流水線上不可或缺的角色。

紅外熱成像技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

過去，紅外熱成像技術(shù)由于成本昂貴的原因，其應(yīng)用領(lǐng)域有了很大的局限性，主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。雖說上世紀(jì)六十年代開始，紅外熱成像技術(shù)開始在工業(yè)及民用領(lǐng)域有所應(yīng)用。

目前，紅外熱成像技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，主要分為軍用與民用兩大類，軍/民比例大致7:3.一直以來，除了業(yè)界相關(guān)人士以外，該技術(shù)對于大部分民眾來說仍是一種極其陌生的技術(shù)。

近期，隨著新型肺炎在國內(nèi)報(bào)告乃至全球蔓延后，才逐漸進(jìn)入大眾視野，為大眾所熟知。

對于一項(xiàng)技術(shù)，它再酷再炫，我們最關(guān)心的莫過于該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用情況。就我國而言，雖說紅外熱成像技術(shù)在我國得到了快速地發(fā)展，但是由于底子薄，無論是軍事領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域都處在大力追趕其他國家水平的階段。

那么接下來我們便詳細(xì)介紹紅外熱成像技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展情況：

軍用領(lǐng)域

紅外熱成像儀最早運(yùn)用在軍事領(lǐng)域，擁有極高的應(yīng)用價(jià)值。由于紅外熱成像技術(shù)具有隱蔽性好、抗干擾性強(qiáng)、目標(biāo)識(shí)別能力強(qiáng)、全天候工作等特點(diǎn)，在軍事領(lǐng)域主要用于晝夜觀察和熱目標(biāo)探測等方面，同時(shí)在武器裝備中同樣得到廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)Maxtech International預(yù)測，2023年全球軍用紅外市場規(guī)模將達(dá)到107.95億美元。另一組數(shù)據(jù)表明，全球軍用紅外熱成像儀系統(tǒng)市場中，北美占50%，歐洲占18%，亞洲地區(qū)目前市場份額占12%。

近年來，紅外熱像儀在我國軍事領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括單兵、坦克裝甲車輛、艦船、軍機(jī)和紅外制導(dǎo)武器在內(nèi)的紅外裝備市場。可以說，國內(nèi)軍用紅外熱像儀市場正快速發(fā)展，屬于朝陽行業(yè)，市場容量巨大，未來市場空間巨大。

民用領(lǐng)域

隨著紅外成像技術(shù)的發(fā)展與成熟，紅外成像產(chǎn)品的成本及價(jià)格不斷下降，各種適用于民用的低成本紅外成像設(shè)備出現(xiàn)，其在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用更加廣泛，發(fā)揮著越來越重要的作用。根據(jù)Maxtech International預(yù)計(jì)，2023年全球民用紅外市場規(guī)模將達(dá)到74.65億美元。

即便民用領(lǐng)域增長速度已經(jīng)遠(yuǎn)大于軍事領(lǐng)域，但是紅外熱成像技術(shù)在民用領(lǐng)域內(nèi)的多個(gè)行業(yè)應(yīng)用都算不上很廣泛，未來發(fā)展前景十分樂觀，值得紅外熱像儀行業(yè)高度重視。

以下我們從各個(gè)細(xì)分的行業(yè)或?qū)嶋H應(yīng)用場景來觀察該技術(shù)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用情況：

建筑行業(yè)：

目前我國的建筑企業(yè)數(shù)量雖然很多，但紅外熱像儀普及率極地，未來如果將每家建筑企業(yè)都配備一臺(tái)紅外熱像儀的話，不僅促進(jìn)紅外熱像儀市場需求大增，還會(huì)大大提高建筑企業(yè)的工作效率，降低成本。

醫(yī)學(xué)行業(yè)：

熱像儀則可準(zhǔn)確地顯示和記錄人體的溫度分布，有助于進(jìn)行病理分析。現(xiàn)如今，醫(yī)用熱像儀已成為診斷淺表腫瘤、血管疾病和皮膚病癥等的有效工具。

電力行業(yè)：

目前電力行業(yè)是我國民用紅外熱像儀應(yīng)用最多的行業(yè)，作為最成熟、最有效的電力在線檢測手段，紅外熱像儀可以大大提高供電設(shè)備運(yùn)行可靠性。

石化行業(yè)：

實(shí)用熱像儀能檢測產(chǎn)品傳送和管道、耐火及絕熱材料、各種反應(yīng)爐的腐蝕、破裂、減薄、堵塞以及泄漏等有關(guān)信息，可快速而準(zhǔn)確地得到設(shè)備和材料表面二維溫度分布，以此減少石油化工生產(chǎn)中的潛在危險(xiǎn)。

機(jī)場安檢：

機(jī)場是比較典型的場所，在白天用可見光相機(jī)很容易監(jiān)視和跟蹤目標(biāo)，但在夜間，可見光相機(jī)存在一定的局限性。機(jī)場環(huán)境復(fù)雜，夜晚對于可見光成像效果有較大的干擾。圖像效果不佳可能導(dǎo)致一些警報(bào)時(shí)間被忽略，而采用紅外熱成像攝像機(jī)可輕松解決該問題。

森林防火：

每年火災(zāi)造成的直接財(cái)產(chǎn)損失巨大，因此對一些重要場所，如森林、園林等進(jìn)行防火監(jiān)控是非常迫切的需求。根據(jù)不同場景的總體結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，在這些易于產(chǎn)生火災(zāi)的關(guān)鍵位置設(shè)置熱成像監(jiān)控點(diǎn)，全天候、全方位監(jiān)控記錄主要場所的實(shí)時(shí)情況，便于火情的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和有效控制。

港口河道：

內(nèi)河航道應(yīng)用中，很多時(shí)候需要對船舶流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，但是利用傳統(tǒng)手段無法達(dá)到高準(zhǔn)確率的統(tǒng)計(jì)，只能測50%-70%。熱成像為實(shí)現(xiàn)這類應(yīng)用提供了可能，能夠借助熱成像對溫度的感知，確定船只的位置、速度、數(shù)量等信息，甚至可以實(shí)現(xiàn)入侵檢測。

邊防應(yīng)用：

邊界防衛(wèi)是一件非常困難的事情，如果采用人員巡邏，利用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀察，往往由于可見光波長短，因而觀查效果甚差，造成漏查、誤查和失查的現(xiàn)象。紅外熱成像儀可以探測到波長較短的紅外線，因而可以遠(yuǎn)距離進(jìn)行觀察，即使在惡劣的天氣條件下仍然達(dá)到很高的效率。

工業(yè)監(jiān)控：

紅外熱成像技術(shù)幾乎可用于所有工業(yè)制造過程控制，尤其是在煙霧環(huán)節(jié)下生產(chǎn)過程的監(jiān)控、溫控，借助該技術(shù)可有效保證產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)流程。

輔助駕駛：

紅外熱像儀安裝于車、船、飛行器等交通工具上，通過紅外顯示紅外熱像圖，為駕駛員提供前方路況的輔助觀測信息。車載熱像儀將是未來不可忽視的民用市場。

個(gè)人消費(fèi)：

消費(fèi)類熱像儀普遍應(yīng)用于戶外探險(xiǎn)、野外科考等活動(dòng)，目前已有部分廠商開發(fā)出手機(jī)外插件式成像儀，可用于日常測溫、個(gè)人娛樂等。

結(jié) 語

紅外線，這束存在于紅色光譜外、肉眼看不見的光線早已默默照進(jìn)了現(xiàn)實(shí)，從軍事領(lǐng)域到民用領(lǐng)域。新型肺炎的爆發(fā)進(jìn)一步讓紅外熱成像技術(shù)進(jìn)入了普羅大眾的視野中。然而，防疫戰(zhàn)只是紅外熱成像技術(shù)的第一波實(shí)戰(zhàn)，接下去在“AIoT新基建“浪潮下才真正進(jìn)入下半場。

在近日各省份紛紛推出的，總投資約為48萬億元的龐大投資計(jì)劃中，今年的基建投資重點(diǎn)將更加注重補(bǔ)短板，特別是在疫情過后，以5G、人工智能、AIoT、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等為代表的“新基建”將會(huì)得到加速發(fā)展，遠(yuǎn)程醫(yī)療、移動(dòng)醫(yī)療終端、智能制造、冷鏈物流、智慧軌道交通、車聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的潛力將會(huì)在“新基建”的保障下得到更加充分的釋放，而紅外熱成像技術(shù)也將能夠在這個(gè)巨大的市場中分得一杯羹。
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