世界第六感，疫情中火爆的红外热成像到底个啥
梦想是个猪
2020-04-05 18:35
新冠疫情中，红外热成像仪火了一把，平时不到两千的海康威视手持式红外热成像仪一度涨价到了五千还没有现货，搞得我很想将手中的这款高价转手小赚一笔……
对于很多人来说，红外热成像仪平时并不会接触到，最多也就是在电影里看看，那么，红外热成像仪到底是啥玩意？
今天我们就来非常简单的聊聊这种产品吧。
我们知道，所有高于绝对零度的物体都会发出红外辐射，那么，只要将这种辐射和其与温度的对应关系联系到一起，经过处理后就可以形成对应的可以被识别的热图像。
当然，这个过程比较复杂，必须对不同波长的红外线进行数字化处理后，再转换成电信号，然后才能形成完整的热图像。
从理论研究上说，目前所有基于红外热成像的测量技术都是建立在红外辐射的基本定律基础上的，而红外辐射的基本定律主要就是普朗克公式、维恩位移定律、朗伯余弦定律和斯蒂芬·波尔兹曼定律。
作为非专业人士，我们可以不用去深究这些理论基础。
红外热成像仪的结构包括红外光学系统、红外探测器组件、电信号处理、显示组件以及支持整个结构运行的软件系统。红外光学系统接收到被测物体发射出来的红外辐射后，通过红外探测组件，将这些热辐射转变成电信号，电信号经过一系列处理，然后变成可以被识别的图像。
我们日常中能够接触到的大多数红外热成像仪都是非制冷式热成像仪，在机器工作的时候，不需要进行低温制冷，所使用的红外探测器组件主要是法系的多晶硅和美系的氧化钒这两种探测器，从使用表现看，氧化钒成像比多晶硅要更好一些，这是因为氧化钒对于红外辐射的光电转换效率更高，所以会有更高的信噪比，表现出来的画面也会更细腻。
但氧化钒曾一度掌握在美国几大军火商手中，且受到技术引进限制，因此过去国内研发的红外热成像仪主要采用的是多晶硅探测器组件。据公开资料查询，国内直到20世纪90年代起，兰州物理研究所才报道了氧化钒材料的制备方法研究，华中科技大学光电国家实验室在九五期间在国家科技部和863计划支持下才研制出室温工作的氧化钒探测器。
从功能角度来说，红外热成像仪分为测温型和非测温型两种。
测温型能直接从热图像中读取被测物体表面的任意点温度参数，而非测温型只能观测被测物体表面的热辐射差异，这两种分类中，测温型主要作为无损监测仪器使用，非测温型主要作为观测工具使用，两者的有效距离是不一样的。
测温型红外热成像仪
非测温型红外热成像仪
我们日常使用的主要是测温型红外热成像仪，电影中看到的那种，就是非测温型了。
红外热成像技术起源于军用而后逐渐转为民用，这也是大多数黑科技的发展之路，在民用领域常用于工业检测、石油化工、电力系统、医用和汽车检测，现在在安防行业也开始逐渐被采用，同时，在户外搜救和观察上也应用得比较广泛。
对比起其他的一些检测设备来说，红外热成像仪的优点还是比较多的，比如非接触性测量，具有很高的安全性；测量灵敏度高测温范围大；不会对被测物体产生温度场的干扰；可以对运动物体进行快速测温。当然，缺点也比较明显，受制于成本因素，大多数民用红外热成像仪的图像分辨率相对来说比较低；除了特殊的红外玻璃外，无法穿透普通玻璃进行测量。
市面上现在常见的民用红外热成像仪设备，主要有RON、福禄克、FLIR、高德、艾睿、优利德、海康威视等，而且价格差异比较巨大，感兴趣的朋友可以查询一下，如果不是行业采购，大多数高端产品都很难进入我们普通使用者手中。
不过这些年，各种便携手持式红外热成像仪的价格在不断下降，我们终于能买得起这些低端产品了，简直是喜大普奔。
对于这种低端的红外热成像仪，我们大概可以主要关注一下这么几个参数：
热灵敏度。简单理解为我们能从背景中精确分辨出被测物目标辐射的最小温度，热灵敏度值越小，代表热灵敏度越高，另外热灵敏度越高，画面越亮。
温度分辨率 。温度分辨率是指探测器对被测物体温度变化感应的灵敏程度，温度分辨率越小越好。
测温准确度 。这是指在环境、温度、湿度、距离、辐射率校正的情况下，红外热像仪测温的最大误差与仪器量程之比的百分数。
测温范围 。是指测定温度的最低限与最高限的温度值的范围。
探测器分辨率。红外探测器加工出阵列排布的传感器单元数量。
以海康威视DS-2TPH10这款产品为例，探测器采用的是非制冷氧化钒，探测器分辨率160×120，一共192000个像素点，测量精度为±2℃，测温范围-20 ℃～350 ℃。
海康威视的这款红外热成像仪就160*120的分辨率来说价格算是比较便宜的了，在日常使用中也非常方便。
除了手持式的之外，我还用过可以插入手机接口使用的FLIR红外热成像仪，虽然需要借助手机才能使用，但也比较方便，FLIR三代的探测器分辨率160×120，测温范围-20 ℃～400℃，测量精度为±3℃，比较好的一点是，这款可以另存1400×1080的静态或者视频文件。
CAT，对，没错，就是那个做挖机和鞋子的品牌，曾经推出过世界上首款配备热成像相机的智能手机S60，非常硬汉，现在可以在咸鱼还能买到二手产品，只是配置是在有点低，骁龙617搭配3GB RAM+32 GB ROM，看看谁能忍受得了。
另外，国内有个专注于行业手机的硬汉手机品牌优尚丰，也推出过B9000i红外热成像三防手机，有兴趣的朋友可以了解一下。
除了各类手持式红外热成像仪外，红外热成像摄像头在疫情期间也经常可以看到，尤其是一些车站码头和商业区等人流密集的地方，可以高效快速的测量通过摄像头监控范围的人群体表温度，并且对超出范围内的异常温度进行预警。
普通人的感官包括眼（视觉）、耳（听觉）、鼻（嗅觉）、舌（味觉）、肌肤（触觉）这五感，在FLIR的官网中，将红外热成像描述为世界第六感，通过智能成像和传感器解决方案提高人类感知力，从而构建更可持续、更安全、更高效的未来，科技的发展，未来可期。
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