自然界中的一切物體,隻要它的溫度高於絕對溫度(-273℃)就存在分子和原子無規則的運動,其表麵就不斷(duàn)地輻射不為人眼所(suǒ)見的紅外線。紅外(wài)熱成像儀接收物(wù)體發出的紅外線,通過有顏色的圖片來顯示被測量物表麵的溫度分布,從而形成可識讀圖像(xiàng);其核心就是熱像儀,它是一種能夠探測極微小溫差的傳感器,將溫差(chà)轉換成實時視頻圖像顯示出來。但是隻能看到人和物體的熱輪廊,看不清物(wù)體的真實麵目(mù)。紅外熱成像儀可(kě)以穿透(tòu)雨、霧,即便無光環境,依然可以顯像。

紅外熱成像儀(yí)的用途非常廣泛,特別是在滅火救援中,消防部門利用它可以判(pàn)斷火源的位置,有助於消防官兵快速滅火,減(jiǎn)少人員傷(shāng)亡降低火災損失。消防官兵(bīng)通過非接觸探測紅(hóng)外能量(熱量),並將其轉換為電信號(hào),進而在顯示(shì)器上生成熱圖像和溫度值,還可以對溫(wēn)度值進行計(jì)算的一種檢測設備。

那麽,紅外熱(rè)成像儀究竟(jìng)是擁有了哪些特殊性能,讓它有這(zhè)般魅(mèi)力?

可見(jiàn)光補光監(jiān)控

即為監控場景增設可見光源,以使監控設備能捕捉到清晰、色彩飽滿的彩色圖像。但這種應用方式很笨拙,需要給監控場景增加足夠光源,以保證(zhèng)彩色圖像質量,能源消(xiāo)耗、成本支出非常大,此方式除了城市道路監控可利用路燈光源(yuán)外,其它場景較(jiào)少得到應用。

激光/紅外補光監(jiān)控

這是將補光光(guāng)源安裝於(yú)攝像機上,作為攝像機的一部(bù)分。這是目(mù)前夜間監控應用得最多的方式。而補光技術也(yě)有兩種:激光和紅外。

激光補光:是(shì)在攝像(xiàng)機(jī)上配上激光燈源,激光燈采用光斑均勻強化技術(shù)、光斑(bān)自動聚焦技術;具有光度強、畫麵更(gèng)加均勻、耗電少、使用壽命更長等優點。不過,安防所用的激(jī)光燈,幾乎都是(shì)采用激光廠家的產品,匹配性比較被動。

紅外補光技術:市(shì)場上主要采用紅外發射二極管的紅外燈,由紅外發光二(èr)級管矩陣(zhèn)組成發光體;以發射波長850nm和940nm的紅外LED為(wéi)主流應用。紅外補光技術最令人擔憂(yōu)之處在於,紅外燈的壽命。目前主要解決(jué)方式為,將紅外(wài)發(fā)射二級管由紅外輻射效(xiào)率高的材料(常用砷(shēn)化镓(jiā)GaAs)製成PN結,外加正向偏(piān)壓(yā)向PN結注入電流激發紅外光,可實現低紅爆甚(shèn)至無紅爆、壽命長應用。

紅(hóng)外應用的第二個關注(zhù)點是防過曝,如果紅外燈不可調節,那麽同一功率下,就會造成近距離圖像就有可(kě)能發生過曝、遠距離照度不足的不良效果;為解決此問題,現在很多紅外攝像機都支持SMARTIR技術,即智能調光技術,攝像機(jī)將根據紅外燈輔(fǔ)助下,圖像畫麵的亮度(dù)、飽和度,自動計(jì)算(suàn)是否(fǒu)合理,若過曝或亮度不足,則相(xiàng)對應地降(jiàng)低或增(zēng)強紅外燈的發光功率,從而得到適於監看的(de)畫麵效果;而該技術的實現,還對能耗的進行有效控(kòng)製,降低能耗(hào)支(zhī)持。

如今很多安防廠家為了實現更好的紅外應用,一般都采用(yòng)良好的紅外增透玻(bō)璃,在降低紅外線折損的同時(shí),可以實現一定程度的夜(yè)間隱蔽(bì)效果;如果選用較好的(de)紅外燈、增透玻璃,紅外攝像機將實現絕佳的消除紅爆隱身應(yīng)用。

通過(guò)人工補光技術,雖然畫(huà)麵丟失了色彩信息,但圖(tú)像的細節都能逐(zhú)一清晰辨認,並(bìng)能在無光源環境下實現(xiàn)主動式補光應用。

隨動應用

補光光源須與攝(shè)像機鏡頭的(de)變倍、雲台做智能隨動,方能顯示出良好的實時畫麵效果。當雲台旋轉(zhuǎn)時,監控景深將會發生變化,此時可通過智能調節補光設備的功率(lǜ)來實現畫(huà)麵的舒(shū)適性,該技術已經(jīng)比(bǐ)較(jiào)成熟。但若是鏡頭變倍,補光設備的隨動性能還在(zài)不斷提高當中,其中紅外補光因功率較低,一般(bān)也不會應用在高(gāo)變倍攝像機中,因(yīn)此隨動(dòng)的差異性不明顯(xiǎn);而激光攝像機(jī),因光束強、距離遠,當鏡頭快速變倍時,會有1-5秒的延時,如當鏡頭由高變倍快速變為低變倍過程中,畫(huà)麵會先(xiān)出現(xiàn)激光未照射(shè)到(dào)的暗區及激光處的亮斑,待鏡頭穩定後(hòu),暗區才消失;激光的隨動較為滯後。

不同監控距離應用

紅外攝像機在實際應用中,一般以30米以內為常見的有效監控距離,00米以內為中距離(lí)應用;另,若需要80米以上的紅外監控,則需要很強的紅(hóng)外燈才能實現。從有效監控距離來說,紅外補光(guāng)技術主要適用於商場、商店(diàn)、辦公樓、走廊等較短距(jù)離的監控場景。

而激光補光技(jì)術(shù),50-150米為短距離監(jiān)控範圍、0.5-2公裏是較為常見的中遠距離應用,若增強激光功(gōng)率,還可實現更長距離的監控應用,適用於森林(lín)、邊防、海防、廠礦等場所(suǒ)。

芯片核心平衡

芯片在低照度(dù)、紅外/激光攝像機的DSP圖像(xiàng)處理上,也起著至(zhì)關重要的作用,如中電興發、海康威視的(de)微光(guāng)級低照度攝像機,主要就是(shì)依賴DSP芯片來保證低照度畫質的提升,這也在激光、紅(hóng)外攝像機(jī)中同樣(yàng)得到普遍應用(yòng)。

紅外熱成像(xiàng)儀未來機(jī)遇與挑戰並(bìng)存

我國經濟社會的快速發展,我國各領域(yù)對安防的需求保持持續快速增長,現代傳感技術中發展迅速的紅外熱成像(xiàng)技術在安全防範係統(tǒng)中(zhōng)也開始(shǐ)得到(dào)了應用。另一方麵,隨著光電信息、微電子、網絡通信、數字視頻、多媒體技術及傳感技術的發展,安防監控技術已由傳統的模(mó)擬走向高度集成的數字化、智能化、網絡化,熱成像攝像(xiàng)機也在安防領域的應用也(yě)逐漸豐富(fù)。市場需求和技術進步的(de)雙重驅動,推動了我國熱成像攝像機行業的快速發展(zhǎn)。

當(dāng)前我國熱成像攝像機(jī)仍處於發展的起步階段,市場對熱成像攝像機的需求持續快速增長,相關廠商在技術研發和產品開發上積極推進,相關應(yīng)用逐(zhú)步覆蓋(gài)專業領域和商業及民(mín)用市場,行業發展前景(jǐng)值得樂觀;另一(yī)方麵,由於市場競爭(zhēng)日趨激烈,國內(nèi)熱成像攝像機行業市場集中度不高(gāo),產品質量良(liáng)莠不齊,產品價格高低懸殊,市場拓展(zhǎn)和培(péi)育較為滯後,在服務以及品牌影響力方麵更是差距明顯。

在國內熱成像攝像機行業(yè),挑戰與機遇並存,發展機會均等,關鍵在於如何抓(zhuā)住(zhù)機遇、克(kè)服困難,在(zài)實(shí)現(xiàn)自身發展(zhǎn)壯大的同時,切實(shí)推動行業的整體前進!