【FILR 公司供稿】

　　如今，在我们看来十分常见的技术，起初多应用于**领域。

　　1、雷达和喷气式发动机即是最早由军队开发并用于**应用。

　　2、全球定位系统(GPS)，是美国**部20 世纪70 年代早期开发用于控制导弹的技术。首次用于汽车导航时，GPS极为昂贵。而今天，几乎每辆新车中都装有GPS 系统。

　　3、所有军用发明的始祖是被五角大楼官员称为“星际网络”(Intergalactic Network) 的概念。这一疯狂的概念最终成为了互联网。毫无疑问，正是这项军用发明很大程度上改变了我们的世界。

　　今天，还有另一项技术也源于**应用，并在民用领域发挥极大的作用。这项技术不仅可以改变我们的生活，还可以拯救生命。这项技术叫做：热成像。

　　一、红外热成像的独特之处

　　热像仪，有时也称为红外热像仪。

　　它与普通相机依靠光产生图像不同，它能够识别微小的温差，并将其转换为让细节纤毫毕现的清晰热图像。

　　与其他技术不同，例如光放大至少需要少量光才能成像，热成像技术可在完全漆黑的环境下观测事物，不需要任何光线。

　　二、红外热成像的发展历程

　　首台军用热像仪是由一家名为AGA 的公司于1958 年开发的，这家公司也就是今天的FLIR Systems。

　　1965 年，首台商用热像仪面世，用于检查输电线。

　　1973 年，出现首款“便携式”电池供电的红外热像仪。尽管被称作“便携式”，该系统仍十分笨重。当时的技术需要填充液氮，以冷却集成的红外探测器。

　　1985 年，FLIR Systems 引进了首个无需液氮冷却探测器的系统，取而代之的是集成一种所谓的冷却器。

　　1997 年，搭载非制冷式探测器的热像仪，也就是所谓的微量热型探测器，进入了市场。微量热型探测器的主要优点之一在于其不带活动部件，因此不容易出现故障。此外，其生产价格较低，因此降低了热像仪整体的价格。

　　三、从**到工业应用

　　热像仪常用于**，直到引进微量热型探测器，它才开始应用于商业和工业应用。

　　最先发现热成像技术优势的工业客户是大型生产公司。热像仪不仅能够基于温差成像，且能够明确地测量这些温差。得益于热像仪所采用的复杂算法，因此可以计算绝对温度值。

　　工业领域很快便发现热成像能够提供关于电气设备的具有价值的信息。保险丝、连接件、电缆，以及高压设备，如变压器、输电线等，都能够使用热像仪轻易地进行非接触式检查。其优势在于热成像能够帮助维护管理员提前发现异常，避免问题发生。通过这种方式，即可避免代价极高的故障，又可节省时间和资金。

   
连接不良和内部损坏             高压开关氧化

　　在上述公司内，研发部门也对热成像技术产生了极大的热情。优势是在产品设计周期的早期，便可利用红外热成像;在开发阶段，投入批量生产前，对电气设备进行全面测试;从而，消费者能够以实惠的价格获得完美的产品。对公司而言，缩短产品开发阶段，并快速获得回报。

　　越来越多的工业公司开始使用热成像技术，热成像仪也开始进入批量生产阶段。但即便如此，热像仪仍十分昂贵，需花费20000欧元甚至更多。

　　对用户而言，热成像仍是一项十分新奇的技术。客户所看到的热图像只限于好莱坞影片，如《铁血战士》第I 和II 部。

　　《铁血战士》第II 部截图

　　四、最终实现批量化生产的助推器

　　此后发生了什么变化?热成像技术是如何融入客户的日常生活中?它们又有何优势?

　　几年前，热像仪的批量生产迈出了重要的一步。当时，世界上主要的汽车制造商之一宝马公司(BMW)，决定在其豪华款7系列中采用热像仪，以扩大驾驶视野。

　　之后，相同的“BMW 夜视”组件也成为了BMW 5系列和6 系列的可选配件。对这一安全选件的大量需求使得FLIR Systems公司能够大幅增加产量。

　　今天，仅仅针对扩大驾驶视野，FLIR Systems 已生产了成千上万台的热像仪。随着高产量而来的，就是热像仪的价格显著降低。现在，只需要不到3000 欧元即可购买一台热像仪。

　　其二，**应用也起到了一定的作用，无人机(UAV) 便是推动因素之一。UAV 在军用和民用领域正愈来愈普遍，尤其是专为低空飞行设计的小型飞机。这些手动启动无线电控制的飞机可装载下行连接至地面站的摄像机，绝对适用于侦查操作或在战场上跟踪军队的动向。

汽车领域已发现热成像用于驾驶员视觉增强的优势


借助热像仪，无人机(UAV)可以在完全漆黑的环境下穿透云层看清物体

　　军队最先发现热像仪能够使飞机在完全漆黑的环境下飞行，且可以穿过烟雾和云层侦测目标。很快地，民事应用也跟上了脚步。今天，这类飞机能够用来侦测例如森林火灾等目标。温度高于周围环境且表示可能发生火灾的区域，都能在热图像上清晰地看到。

　　五、应用于飞机

　　热像仪虽无法取代飞机着陆时机长所依赖的现有工具和仪器，但是，它能够为机长形成当时状况的清晰图像，起到辅助机长判断的作用。

　　此外，当飞机以低速滑行时，热图像能够帮助避免事故。要知道，热像仪能够穿透轻雾和雨水，因此能够轻易地探测到在恶劣的天气条件下肉眼看不到的其他飞机或物体。

　　汽车领域已发现热成像用于驾驶员视觉增强的优势借助热像仪，无人机(UAV)可以在完全漆黑的环境下穿透云层看清物体。

　　热成像能够帮助飞行员在完全漆黑的情况下滑行和着陆

　　六、应用于消防

　　多年来，为了能够在完全黑暗中透过烟雾进行观察，以及探测地板、墙壁和天花板上的热点，消防员一直使用热像仪。

热像仪能够穿透烟雾，堪称消防应用的卓越工具

　　烟雾中含有大量微米级碳黑颗粒，非常容易吸收可见光。但是，当颗粒远小于传感器所使用的光纤的波长时，将大大降低散射程度，使烟雾中的视线变得清晰。热像仪穿透烟雾的能力可以轻易地在充满烟雾的房间中帮助定位受困人员，从而拯救生命。

　　七、应用于医学

　　作为精确可靠的工具，热像仪广泛用于医学评估和诊断。因烧伤、皮肤溃疡或移植造成的皮肤热导率变化可使用热成像系统轻易地检测到并进行监控。其他常见应用包括皮肤癌的早期检测、疼痛治疗、烧伤深度评估、发热检测、心脏直视手术等。

热像仪可帮助检测皮肤病

　　此外，几年前非典(SARS) 爆发期间，热像仪也被广泛用于避免该疾病的传播。

　　八、热像仪的未来

　　毫无疑问，热像仪将坚持与之前的其他产品相同的做法。热像仪设备将更小巧，图像质量更高，并采用更多功能特征。

　　随着热像仪受到越来越多的定向应用消费者的追捧，如驾驶员视觉增强和家庭安全，人们对该产品的兴趣也会增加，产量将上升而价格会降低。我们无可得知这一发展的最终方向，但是短期内的机遇还是不少。任何一名警察、消防员以及安保人员都将可能拥有自己的热像仪，而且大部分汽车、卡车和其他车辆也都可能会搭载热成像技术。

　　归根结底，对于在黑暗中和许多其他有用的应用中进行观测，热像仪相比所有其他产品的工具有过之而无不及。

　　
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　　原文刊载：FILR 公司供稿. 热成像：一项即将征服世界的技术 [J]. 光电产品与资讯, 2015, 6(9): 30~32