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红外热成像监控系统的原理与应用

红外热成像原理：我们知道，在自然界中一切温度高于优良零度(-273.16摄氏度)的物体无论在什么环境下都在不断地辐射着红外线，这种现象我们称为红外热辐射。红外线具有两个重要的特性：(1)物体的热辐射能量的大小，直接和物体表面的温度相关，物体的温度越高，红外热辐射的能量越大。(2) 大气、烟云等会吸收可见光和近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的热红外线却是透明的，这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用红外线这两个重要特性，红外热像仪可以在完全无光的情况下清晰地观察到所需监控的目标，所以红外热成像技术能真正做到24h全天候监控。

红外热像仪就是利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标的热红外辐射信号，探测仪器通过测量目标本身和背景间的红外辐射差（温度差）得到不同热红外线形成的红外热图像。红外热图像和可见光图像不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是表面温度分布图像。因此，红外热像仪能在完全无光、距离较远等情况下对物体成像，它不仅可在黑暗中观测，而且可以在浓厚的烟幕、云雾、雨雪等恶劣气候条件下探测到目标。

系统应用：

（1）夜间以及恶劣气候条件下目标的监控：

在夜晚，由于众所周知的原因，可见光器材已经不能正常工作，观测距离大幅缩短，如果采用人工照明的手段，则极易暴露目标。若采用微光夜视设备，它同样也工作在可见光波段，依然需要外界光照明，在城市中工作尚可，但在野外工作时，则观测距离大幅缩短。红外热像仪是被动接受目标自身的红外热辐射，与气候条件无关，因此无论白天黑夜均可以正常工作，同时可以避免暴露自身。

在雨、雪、雾等恶劣的气候条件下，由于可见光的波长短，克服障碍的能力差，因而观测效果较差，甚至不能工作，但红外线的波长较长，特别是工作在8～14um的热像仪，克服雨、雪、雾的能力较高，因此仍可以在较远的距离上正常观测目标。

所以在夜间以及恶劣气候条件，采用红外热成像监控设备可以对各种目标，如人员、车辆等进行可靠地监控。

（2）伪装及隐蔽目标的识别

普通的伪装仍然是以防可见光观测为主。一般犯罪分子作案是也是通常隐蔽在草丛及树林中，这时如果采用可见光的观察方式，则由于视觉错觉，从而容易产生错误判断。红外热成像装置是被动接受目标自身的热辐射，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。另外，一般人员也不了解避开红外监视的方法。因此红外热成像装置在识别伪装及隐蔽目标这方面的效果明显。

（3）夜间以及恶劣气候条件下的治安巡逻

在高速公路、铁路夜间**保卫巡逻、夜晚城市交通管制等领域中，红外热成像装置也有这不可替代的作用。由于热成像系统在观察、识别目标方面有着众多的优点，因此车载或直升飞机机载监控系统已经在许多发达国家得到了广泛的应用。

（4）重点部门、建筑、仓库的保安、防火监控

由于红外热成像监控设备是反映物体温度而成像的设备，因此除了夜间可以作为现场监控使用外，还可以作为有效防火报警设备，并且由于该种设备是一种成像设备，因此工作可靠，可以大幅减少虚警率。

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