紅外熱成像技術的案例
從“被動監控”到“主動預警”：紅外熱成像技術如何重塑安防體系
紅外熱成像技術正成為現代安防體系中的關鍵感知手段，有效彌補了傳統安防在復雜環境下的監測短板，實現全方位、全天候的安全守護。
傳統安防依賴可見光攝像頭、紅外對射等設備，在夜間、弱光、雨霧等惡劣天氣下往往監控效果不佳，存在安全隱患。紅外熱成像技術基于熱輻射探測原理，具備強穿透、全天候的監控能力，突破了環境與時間的限制，廣泛應用于邊境防護、關鍵基礎設施安保、城市安全及消防救援等領域。
紅外熱成像在安防中的核心優勢
環境適應性強，實現“全天候無盲區”監測
不受光線影響：通過非接觸式測量，可在完全黑暗或強光眩光環境中清晰成像，消除低光無光環境的監控盲區。
穿透惡劣天氣：在雨、霧、雪、沙塵等天氣中，紅外線穿透能力遠強于可見光，確保系統在極端天氣下穩定運行，支持24小時不間斷監測。
精準識別風險，實現“從被動到主動”監測
發現隱蔽目標：可穿透草叢、偽裝物等非金屬遮擋，識別隱藏人員或熱源設備，適用于周界防護、廠區排查等場景。
預判潛在事故：通過監測設備異常升溫（如電氣線路老化、變壓器過熱），在火災前兆階段觸發預警；也可通過熱源移動軌跡識別人員異常滯留、非法闖入等行為。
適配多種場景，靈活接入現有安防體系
固定監控場景：在廠區周界、高層建筑、變電站等重點區域安裝固定熱成像攝像機，直接接入原有安防系統，實現自動監控與報警。
智能聯動：可與報警系統、消防設備聯動，檢測到異常時自動觸發警報、啟動消防噴淋，大幅縮短響應時間。
典型應用場景
關鍵基礎設施安保：對電站、水庫、通信樞紐、機場等重點設施進行全天候、遠距離監控，及時發現非法入侵，保障設施安全。
展開 案例-FRED紅外熱成像
盡管強力的光線追跡同樣是可能的，FRED使用了應用標準光學工程算法的高效運算器來實現熱成像和輻射計算。使用源自輻射度量學的技術，用FRED追跡必要數量光線的可能需要的時間，我們可以高效并精確地完成熱成像、冷反射、雜散光、熱照明均勻性和熱自發輻射的計算。
1. 熱輻射和熱成像是什么？
熱成像定義為產生一個場景的可視化二維圖像的過程，該圖像依賴于從場景到達成像儀器孔徑的熱輻射或紅外輻射的差異。熱成像系統通常會減去背景來增強在紅外場景中變化的對比度。當背景不均勻時，由于冷反射的存在，可能產生雜散信號。對于國防和安全問題尤為重要，在其中我們可以發現具有不同熱溫度或輻射率的物體，此時可以從圖像場景的剩余部分區分出它們。對于這個問題的主要應用是：探測、分類和追跡隱藏在個人身上、包裹中、車輛上或船運集裝箱中的武器、人員、車輛、物品和材料。圖1是一個非常好的案例，當在FRED中進行仿真時，一個日常用品：茶壺，通過一個具有熱探測儀的攝像頭成像。
熱輻射是從一個光學儀器周圍的環境或結構中發出的能量，它會引起雜散光問題。冷反射是一個熱輻射問題，由于反射到探測器上的輻射，在一個紅外系統中的熱輻射表現為在一個顯示圖像中的黑色圓形區域。
通常，這些系統通過探測疊加在大的背景上的小信號工作。在室溫下，黑體輻射曲線的峰值大致在10μm處。因此世界在這個波長處“發光”，發光的微小變化表明了溫度或輻射率的變化。特別的，當一個冷卻的探測器圖像反映了自身，那么就會產生一個局部背景的缺失。這通常表現為在圖像中央的黑點。有人可能稱之為“雜散黑”，而不是雜散光。
在測量絕對輻射而不是相對信號的紅外輻射儀中，任何背景輻射是不可接受的。在這樣一個儀器中，冷卻整個儀器到低溫度來消除由于自輻射導致的雜散光是必須的。
展開 FRED紅外熱成像應用說明
盡管強力的光線追跡同樣是可能的，FRED使用了應用標準光學工程算法的高效運算器來實現熱成像和輻射計算。使用源自輻射度量學的技術，用FRED追跡必要數量光線的可能需要的時間，我們可以高效并精確地完成熱成像、冷反射、雜散光、熱照明均勻性和熱自發輻射的計算。
1.熱輻射和熱成像是什么？
熱成像定義為產生一個場景的可視化二維圖像的過程，該圖像依賴于從場景到達成像儀器孔徑的熱輻射或紅外輻射的差異。熱成像系統通常會減去背景來增強在紅外場景中變化的對比度。當背景不均勻時，由于冷反射的存在，可能產生雜散信號。對于國防和安全問題尤為重要，在其中我們可以發現具有不同熱溫度或輻射率的物體，此時可以從圖像場景的剩余部分區分出它們。對于這個問題的主要應用是：探測、分類和追跡隱藏在個人身上、包裹中、車輛上或船運集裝箱中的武器、人員、車輛、物品和材料。圖1是一個非常好的案例，當在FRED中進行仿真時，一個日常用品：茶壺，通過一個具有熱探測儀的攝像頭成像。
熱輻射是從一個光學儀器周圍的環境或結構中發出的能量，它會引起雜散光問題。冷反射是一個熱輻射問題，由于反射到探測器上的輻射，在一個紅外系統中的熱輻射表現為在一個顯示圖像中的黑色圓形區域。
通常，這些系統通過探測疊加在大的背景上的小信號工作。在室溫下，黑體輻射曲線的峰值大致在10μm處。因此世界在這個波長處“發光”，發光的微小變化表明了溫度或輻射率的變化。特別的，當一個冷卻的探測器圖像反映了自身，那么就會產生一個局部背景的缺失。這通常表現為在圖像中央的黑點。有人可能稱之為“雜散黑”，而不是雜散光。
在測量絕對輻射而不是相對信號的紅外輻射儀中，任何背景輻射是不可接受的。在這樣一個儀器中，冷卻整個儀器到低溫度來消除由于自輻射導致的雜散光是必須的。
展開 紅外熱成像：讀懂波段，精準選型
但對于占市場主流的常溫目標檢測（-20℃至150℃），非制冷型長波紅外設備的精度已完全足夠，且具有功耗低、啟動快、體積小、免維護和高可靠性的巨大優勢。
選擇紅外熱成像儀，本質上是選擇一把匹配特定場景的鑰匙。理解短波、中波、長波背后的“光譜密碼”，才能讓這雙科技之眼，真正為你洞見無形世界中的溫度與奧秘。
我司有多款中波制冷&長波非制冷紅外熱成像儀，覆蓋更多場景需求，如需了解更多產品詳情或有定制化需求，歡迎＋薇：threephy
干貨｜寶馬夜視（紅外熱成像）攝像頭拆解分析
拆下FPGA核心板能看到時邊的傳感器，FLIR ISC0901B0，一顆17um 366*256 60fps 14位數據輸出的熱成像傳感器。
相比NV2的ISC0601尺寸小了，沒有保護鏡片看起來也簡陋不少。
傳感器2側的金線不小心很容易弄斷。
放大后能看到FLIR ISC9001B0的字樣。
外殼帶有寶馬和Autoliv廠家LOGO。
鏡頭前面一個用來平場校正的快門，通電時快門關閉。
去掉傳感器的內部鏡頭圖片。
鏡頭正面圖片。
取下鏡頭需要使用“專門”的拆卸工具。
取下鏡頭后里邊還有一個金屬彈片，和一片薄膜墊片。
鏡頭組件相比NV2的相機也簡單不少。
NV3除了這個黑圈還有一款白圈的。
白圈的鏡片尺寸要比黑圈的大一些，用來安裝和減振的組件也比黑圈的多。
展開 汽車夜視系統百科知識
紅外熱成像技術使人類超越了視覺障礙，由此人們可以「看到」物體表面的溫度分布狀況。
CES直擊：艾睿光電IR-Pilot紅外熱成像全場景解決方案亮相，助力汽車智能駕駛再升級
艾睿光電旨在發揮紅外熱成像優勢，依靠完善的IATF16949汽車行業質量管理體系，為智能汽車行業提供晝夜清晰影像，彌補其他傳感器的不足，并解決惡劣天氣、夜間光照不良、炫光、雨雪霧天氣等影響安全駕駛的重點問題，實現多傳感器冗余，助力全球智能駕駛行業應用落地最后一公里。
睿創微納（SH688002）是領先的、專業從事專用集成電路、特種芯片及MEMS傳感器設計與制造技術開發的國家高新技術企業，具有完全自主知識產權，為全球客戶提供性能卓越的MEMS芯片、ASIC處理器芯片、紅外熱成像與測溫全產業鏈產品、激光、微波產品及光電系統。
睿創產品廣泛應用于夜視觀察、醫療防疫、智慧工業、無人機載荷、自動駕駛、安消防、物聯網、人工智能、機器視覺等領域。
睿創微納致力于打造中國最有價值的特種芯片企業，成為世界領先的智慧感知技術解決方案提供商。睿創微納將承載“以技術進步為客戶創造價值，讓人們從更多維度發現世界之美”的使命，在持續拓展人類感知能力的征途上留下自己的腳印。
展開 我是超材料，我為自己代言
首先，通過材料結構的創新設計，實現全新的物理現象，產生具有重大軍用、民用價值的新技術、新材料，促進甚至引領新興產業發展；然后利用超材料設計思想，提升傳統材料性能，突破稀缺資源瓶頸，實現傳統材料產業的技術升級和結構調整。
電磁超材料實現，使我們繼利用半導體自由調控電子傳輸之后，首次具備了自由調控電磁波的能力。這對未來的新一代通信、光電子/微電子、先進制造產業以及隱身、探測、核磁、強磁場、太陽能及微波能利用等技術將產生深遠的影響。
隱身衣是一種以開口諧振環為單元結構、非均勻方式排列成圓環結構的超材料，其應用大家不言自明。
“電磁黑洞”是一種能夠全向捕捉電磁波的電磁超材料，能引導電磁波在殼層內螺旋式地行進，直至被有耗內核完全吸收，使基于引力場的黑洞很難在實驗室里模擬和驗證的難題迎刃而解。這一現象的發現，不僅將為太陽能利用技術增加新的途徑，產生全新的光熱太陽能電池，還能應用于紅外熱成像技術，大幅度提高紅外信號探測能力，因而在飛機、導彈、艦船、衛星等方面獲得廣泛的應用。
慢波結構是一種能使電磁波減速甚至停止的電磁超材料，不僅可應用于太陽能發電、高分辨紅外熱成像技術，還可應用于光緩存和深亞波長光波導，極大增強非線性效應，促進光電技術的發展。
超材料透鏡是一種可實現高定向性輻射的電磁超材料，可用于制造先進的透鏡天線、新型龍伯透鏡、小型化相控陣天線、超分辨率成像系統等。
此外，如將超材料設計思想應用于常規材料，可在顯著提高材料綜合性能的同時，大幅度減少稀缺元素用量，為提升傳統材料產業提供了新的技術途徑。例如，常規軟磁與硬磁材料按特定的空間排布方式復合、普通碳鋼與高硬度陶瓷或其他高硬度材料按特定的空間排布方式復合，可在不使用釹、鉻、鎳等稀缺金屬的情況下，使磁性材料的磁能級成倍提高，而耐磨鋼的耐磨性與強韌性矛盾得到很好解決。
展開 基于comsol的超聲紅外裂紋摩擦發熱仿真分析
image_process=/format,webp/resize,w_219" alt="基于comsol的鋰電池疊片電化學耦合熱分析的圖1" width="219"></span></p><p> 超聲紅外熱成像無損評估綜合應用超聲激勵和紅外熱成像技術來對材料或結構的缺陷進行鑒別，尤其對金屬材料和陶瓷材料的表面及近表面裂紋，復合材料的淺層分層或脫粘等的檢測非常有效。因此利用其超聲紅外熱成像特定的振動激勵源來促使材料或結構內部產生機械振動（彈性波傳播）, 使其缺陷部位（裂紋或分層）因熱彈效應和滯后效應等原因導致聲能衰減而產生釋放出熱能，最終引起材料局部溫度升高。通過紅外熱像儀對材料局部發熱過程進行捕捉和采集，就可以借助于時序熱圖像對材料或結構內部的缺陷進行判別。</p><p><img src="https://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/themes/default/images/spacer.gif"></p><div contenteditable="false" width="100%"><div><img src="https://img.jishulink.com/upload/202202/f89026e62895460bb96be76f6105091a.png" title="QQ圖片20220220184313.png" alt="QQ圖片20220220184313.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202202/f89026e62895460bb96be76f6105091a.png?
展開 手持紅外發射率測量技術：打開紅外世界的“密碼鑰匙”
通過測量不同材料在紅外波段的發射率，可以科學評估其節能性能，為綠色建材的選型提供數據支持。
在新能源領域，發射率測量同樣發揮著重要作用。太陽能光伏組件的散熱性能直接影響發電效率，而組件的表面發射率是散熱設計的關鍵參數。同樣，用于太陽能光熱發電的選擇性吸收涂層，其光譜發射率特性更是決定光熱轉換效率的核心指標。
工業檢測方面，發射率測量為紅外熱成像精確測溫提供了基礎保障。在熱沖壓工藝、航空發動機葉片檢測、電子元器件熱管理等場景中，由于被測物體表面發射率的變化，往往導致測溫偏差。通過動態發射率補償技術，可以將測溫系統誤差穩定控制在±1.5℃以內，精度提升60%以上。
四、材料研發：助力新型功能材料創新
在材料科學研究領域，手持式發射率測量儀是研發人員的得力助手。
無論是紅外輻射涂料、遠紅外陶瓷粉、遠紅外纖維等功能材料，還是石墨烯紅外散熱材料、硅酸鋁陶瓷纖維棉等新型材料，其紅外功能特性的表征都離不開發射率測量。
在高校和研究所的實驗室里，這類設備被廣泛用于紅外功能材料的研究與開發。研究人員可以快速驗證材料配方的紅外性能，加速新材料從實驗室到市場的轉化進程。
五、技術展望：國產化與智能化
值得關注的是，近年來我國在手持式紅外發射率測量領域已取得長足進步。國產化產品不斷涌現，部分型號已實現完全自主可控。與進口設備相比，國產儀器在性能上已基本持平，在操作便捷性和售后服務方面更具優勢。
未來，隨著智能化技術的發展，手持式發射率測量儀將向更輕便、更智能、更精準的方向演進。融合物聯網技術，實現測量數據的實時上傳與遠程分析；結合人工智能算法，智能識別材料類型并自動推薦測量參數；這些都將為用戶帶來更高效便捷的測量體驗。
六、結語
從國防安全到節能建筑，從航天材料到智能駕駛，發射率這一“隱形”參數正在越來越多的領域發揮著不可替代的作用。
展開 鋰電池極片設計基礎、常見缺陷和對電池性能的影響
（2）極片表面缺陷檢測技術
紅外線(IR)熱成像技術被用來檢測干燥極片上的微小缺陷，這些缺陷可能會損壞鋰離子電池的性能。在線檢測時，如果電極缺陷或污染物被檢測到，在極片上做好標記，在后續的工序中將其剔除，并且反饋給生產線，及時調整工藝以消除缺陷。紅外線是一種電磁波，具有與無線電波和可見光一樣的本質。利用某種特殊的電子裝置將物體表面的溫度分布轉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的技術稱之為紅外熱成像技術，這種電子裝置稱為紅外熱像儀。所有高于絕對零度（-273℃）的物體都會發出紅外輻射。
如圖4所示，紅外熱像儀（IR Camera）利用紅外探測器和光學成像物鏡接受被測目標物體的紅外輻射能量分布圖形并反映到紅外探測器的光敏元件上，從而獲得紅外熱像圖，這種熱像圖與物體表面的熱分布場相對應。當物體表面存在缺陷時，該區域會出現溫度的偏移，因此，這種技術也可以用于探測物體表面的缺陷，特別適合于一些光學探測手段無法分辨的缺陷。在鋰離子電池干燥極片在線檢測時，首先極片經過閃光燈照射，表面溫度發生變化，隨后用熱成像儀探測表面溫度。熱分布圖像可視化，并實時對圖像進行處理和分析，探測到表面缺陷及時做好標記。D. Mohanty的研究將熱成像儀安裝在了涂布機干燥烘箱的出口處，探測極片表面的溫度分布圖像。
展開 
研究電子束金屬3D打印：集成X射線、熱成像、可見光等成像技術
電子束粉末床熔融（EB-PBF）金屬3D打印技術利用電子束對粉末床進行預熱和選擇性熔化，逐層堆積制造三維零件。由于電子束的能量轉換率高，不同材料對電子束能量的吸收率都很高，利用電子束掃描粉末床，可以預熱到1000℃，大大減小了熔融沉積過程的熱應力。
△Luis Izet Escano使用團隊開發的設備研究3D打印制造的金屬零件結構。圖片來IZET ESCANO
2022年4月19日，南極熊獲悉，威斯康星大學麥迪遜分校的工程師將特殊的高能X射線、熱成像、可見光相結合，研究新的3D打印技術，制造先進的金屬零件，以更好地了解（并改進）有前途的制造方法。
預防3D打印零件的缺陷很重要。為了更多地了解電子束粉末床融合的3D打印工藝，由助理教授陳連毅領導的威斯康星大學麥迪遜分校機械工程師團隊開創了一個新系統，允許他們使用同步加速器X射線實時觀察各個打印流程，包括正在打印的部件內部等。
“電子束金屬3D打印技術，目前發展速度非常快，”陳連毅說。“這是制造航空航天零件的一項重要技術——例如，可用于制造噴氣發動機的鋁化鈦零件。目前其他的3D打印技術還無法制造這些。”
電子束粉末床熔合始于基底上的金屬粉末基底。電子束熔化并融合新的粉末層，以自下而上構建零件。雖然這個過程聽起來很簡單，但該技術還處于早期階段，還有很多問題需要研究。比如隱藏在金屬層中的缺陷，隨時可能會在沒有預兆的情況下導致故障。
△威斯康星大學麥迪遜分校機械工程師團隊所使用的增材制造裝置一角。圖片來IZET ESCANO
“這是我們第一次有能力看到表面之下發生了什么——形成缺陷的機制是什么，”陳說。“通過對打印流程的更深入了解，我們可以持續改進此技術，將質量提升到更高的水平。”
展開 中科院合肥研究院田興友研究員和張獻研究員團隊構筑高導熱聚酰亞胺柔性絕緣膜
此外，通過紅外熱成像技術探究PI/rGO@CN復合膜實際散熱效果，發現與純PI膜相比，PI/rGO@CN復合膜具有更加優異的面內熱傳遞能力。氮化碳的引入，不僅抑制了rGO導電網絡的形成，且其表面豐富的活性基團使rGO@CN與PI基體間有良好的相容性，從而避免了填料團聚，這是構筑有序導熱通路的關鍵。該研究為工業生產高導熱聚酰亞胺柔性絕緣膜提供了新的思路。
圖2. （a）PI/rGO@CN復合膜在不同填料含量下的面內導熱率；（b）PI/rGO@CN復合膜的Foygel模型擬合；（c）CN和rGO的聲子譜；（d）rGO@CN傳熱模型圖；（e）GO@CN體系的穩態溫度分布；（f）穩態條件下的能量隨時間變化曲線；（g）PI/rGO@CN復合膜的熱傳遞示意圖。
該工作得到了國家重點研發計劃、中科院STS重點項目和安徽省自然科學基金等多個項目的資助。
展開 紅外線塑料焊接技術
目前，在市場上已有多種焊接技術被用于塑料零部件的焊接，包括：超聲波焊接、熱板焊接、激光焊接、振動摩擦焊接、紅外線焊接、熱樁焊接以及熱風焊接等。在這些焊接工藝中，紅外線焊接技術以其特有的優勢而越來越受到市場的青睞。該技術的一大優點是，它是采用非接觸式的加熱方式對塑料工件進行加熱。兩個待焊接的零件表面在紅外線的照射下可快速熔化,經壓合冷卻后即粘接在一起，并可獲得極高的焊接強度。這就意味著即使是復雜的三維待焊接面也可以被塑化，相應地，很多采用其他焊接工藝不能實現的設計方案在此就能夠被輕易地實現。因此,紅外線焊接技術尤其適用于復雜曲面的零件以及大型結構性塑料零件。
實踐表明，經紅外線焊接后的兩個部件，它們之間的接合強度遠比采用其他焊接工藝的強度要高。部件間的焊縫可達到100%的氣密性,因而不會有漏風或漏液體的現象發生。與汽車行業中經常使用的振動摩擦焊接技術相比，經紅外線焊接的部件不會在焊縫處出現焊渣或飛邊,因此對于大型汽車零部件，如儀表板、中控臺和門護板等，以及一些復雜曲面的小型部件，如過濾器、排風系統元件和剎車油盤等極為適用。
作為一家擁有多種焊接技術的制造商，德國FRIMO公司提供的紅外線焊接設備是一種基于短波紅外線的發生器, 其特點是啟動和關閉都非常迅速。在快速移動到待加熱的塑料零件表面后，僅需短短的數十秒鐘，即可將工件的表面按設定的深度快速塑化。一般，塑化時間最多只需要12s，當然，這還取決于待焊接零件的材料的特性。
與其他的紅外線焊接技術所不同的是，FRIMO的紅外線發生器采用了先進的控制系統, 其精確的無級調節機制可以讓操作人員通過精確定位來最優地控制焊接過程。操作人員可根據曲面結構，單獨對每個紅外線加熱器的功率進行設置，以保證零件的各個部分熔化的一致性，從而取得良好的焊接質量。
為了避免紅外線輻射到那些不需要加熱的區域，通常要使用所謂的“屏蔽板”。
展開 紅外熱像儀的技術原理及應用
?很多人好奇熱成像儀：明明看不見的熱量，怎么就變成了清晰的圖像？為什么有的熱成像儀能檢測遠距離目標，有的卻只能近距離使用？
在工業巡檢時，工程師無需拆解設備，就能發現電機內部的過熱隱患；夜間安防巡邏，安保人員即使在漆黑環境中，也能精準定位隱蔽的異常人員；消防救援現場，消防員穿透濃煙，快速找到受困者 —— 這些 “透視” 般的操作，都離不開紅外熱成像儀的助力。
紅外熱成像儀的核心邏輯，是把物體“看不見的紅外輻射”，轉化為 “看得見的熱圖像”，整個過程分為 “捕捉輻射→信號轉換→成像顯示” 三大步，每一步都有關鍵技術支撐。
萬物皆輻射：紅外熱成像的 “源頭”
我們身邊的一切物體，只要溫度高于絕對零度（-273.15℃），都會持續向外輻射紅外能量 —— 小到手機芯片，大到工業鍋爐，甚至人體，都是 “紅外輻射源”。而且溫度越高，輻射的紅外能量越強：比如正常運行的電機外殼溫度約40℃，若內部線圈短路，溫度會飆升至 150℃以上，其輻射的紅外能量會瞬間增強數倍。
這就是紅外熱成像儀的檢測基礎：它不需要依賴可見光，而是通過捕捉物體自身的紅外輻射，來判斷物體的溫度分布 —— 相當于給物體 “拍一張溫度照片”。
探測器 + 信號處理：把 “熱量” 變成 “圖像”
這是紅外熱成像儀的 “核心大腦”，分為兩個關鍵環節：
紅外探測器：將輻射轉成電信號
探測器是接收紅外能量的 “敏感元件”，主流的是 “焦平面陣列（FPA）”，由數十萬甚至數百萬個微小的 “紅外感光單元” 組成（比如384×288、640×512 像素）。每個感光單元會根據接收的紅外能量強度，產生對應的微弱電信號 —— 溫度越高的區域，電信號越強。
展開 