- 什么是紅外熱成像
- 紅外熱成像的特點(diǎn)
- 紅外熱成像儀器的發(fā)展
- 紅外熱像儀在消防中的作用
- 紅外熱成像儀在安全防范中的應用
人類(lèi)的發(fā)展可分為三個(gè)階段，第一個(gè)階段是人類(lèi)通過(guò)制造工具，擴展體力活動(dòng)的能力；第二個(gè)階段通過(guò)提高判斷能力，尋求更清晰和更廣泛的理解與判斷事物的標準；而人類(lèi)近年來(lái)致力的增強獲得輸入信息的能力，擴大感覺(jué)范圍或增添新的感官，使我們的大腦能接受更多的信息，正是人類(lèi)發(fā)展的第三階段。在這個(gè)階段中，紅外技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)把人類(lèi)的感官由五種增加到六種。
在海灣戰爭中，高科技武器展示了先進(jìn)技術(shù)的廣闊平臺，成為世界科技發(fā)展的風(fēng)向計，也成為世界各國競相研究和開(kāi)發(fā)的方向和重點(diǎn)。這些高科技技術(shù)也因此成為新的產(chǎn)業(yè)和投資熱點(diǎn)，創(chuàng )造了億萬(wàn)的財富和無(wú)法預計的社會(huì )效益。
在這些新科技中，以衛星定位（GPS）和紅外熱成像（TIS）兩項技術(shù)。
衛星定位系統（又稱(chēng)GPS）已經(jīng)非常廣泛地應用于各行各業(yè)，成為從軍事到民用都有寬廣發(fā)展前途的行業(yè)，其應用的發(fā)展速度，遠遠超過(guò)人們的預想，例如：在在廣泛使用的汽車(chē)防盜定位系統等。
紅外熱成像技術(shù)，也是一個(gè)有非常廣闊前途的高科技技術(shù)，其大量的應用將會(huì )引起許多行業(yè)變革性的改變。
一、什么是紅外熱成像？
光線(xiàn)是大家熟悉的。光線(xiàn)是什么？光線(xiàn)就是可見(jiàn)光，是人眼能夠感受的電磁波?？梢?jiàn)光的波長(cháng)為：0.38—0.78微米。比0.38微米短的電磁波和比0.78微米長(cháng)的電磁波，人眼都無(wú)法感受。比0.38微米短的電磁波位于可見(jiàn)光光譜紫色以外，稱(chēng)為紫外線(xiàn)，比0.78微米長(cháng)的電磁波位于可見(jiàn)光光譜紅色以外，稱(chēng)為紅外線(xiàn)。紅外線(xiàn)，又稱(chēng)紅外輻射，是指波長(cháng)為0.78~1000微米的電磁波。其中波長(cháng)為0.78~2.0微米的部分稱(chēng)為近紅外，波長(cháng)為2.0~1000微米的部分稱(chēng)為熱紅外線(xiàn)。
照相機成像得到照片，電視攝像機成像得到電視圖像，都是可見(jiàn)光成像。自然界中，一切物體都可以輻射紅外線(xiàn)，因此利用探測儀測定目標的本身和背景之間的紅外線(xiàn)差并可以得到不同的紅外圖像，熱紅外線(xiàn)形成的圖像稱(chēng)為熱圖。
目標的熱圖像和目標的可見(jiàn)光圖像不同，它不是人眼所能看到的目標可見(jiàn)光圖像，而是目標表面溫度分布圖像，換一句話(huà)說(shuō)，紅外熱成像使人眼不能直接看到目標的表面溫度分布，變成人眼可以看到的代表目標表面溫度分布的熱圖像。
二、紅外熱成像的特點(diǎn)是什么？
有位著(zhù)名的美國紅外學(xué)者指出：“人類(lèi)的發(fā)展可分為三個(gè)階段。第一個(gè)階段是人類(lèi)通過(guò)制造工具，擴展體力活動(dòng)的能力，第二階段通過(guò)提高判斷能力，尋求更清晰和更廣泛的理解與判斷事物的標準，而人類(lèi)近年來(lái)致力的增強獲得輸入信息的能力，擴大感覺(jué)范圍或增添新的感官，使我們的大腦能接受更多的信息，正是人類(lèi)發(fā)展的第三階段。在這個(gè)階段中，紅外技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)把人類(lèi)的感官由五種增加到六種”。這一席話(huà)，我認為恰如其分的道出了紅外成像技術(shù)在當代的重要性。因為，我們周?chē)奈矬w只有當它們的溫度高達1000℃以上時(shí)，才能夠發(fā)出可見(jiàn)光。相比之下，我們周?chē)袦囟仍诮^對零度（-273℃）以上的物體，都會(huì )不停地發(fā)出熱紅外線(xiàn)。例如，我們可以計算出，一個(gè)正常的人所發(fā)出的熱紅外線(xiàn)能量，大約為100瓦。所以，熱紅外線(xiàn)（或稱(chēng)熱輻射）是自然界中存在最為廣泛的輻射。熱輻射除存在的普遍性之外，還有另外兩個(gè)重要的特性。
1．大氣、煙云等吸收可見(jiàn)光和近紅外線(xiàn)，但是對3~5微米和8~14微米的熱紅外線(xiàn)卻是透明的。因此，這兩個(gè)波段被稱(chēng)為熱紅外線(xiàn)的“大氣窗口”。利用這兩個(gè)窗口，可以使人們在完全無(wú)光的夜晚，或是在煙云密布的戰場(chǎng)，清晰地觀(guān)察到前方的情況。正是由于這個(gè)特點(diǎn)，熱紅外成像技術(shù)軍事上提供了先進(jìn)的夜視裝備并為飛機、艦艇和坦克裝上了全天候前視系統。這些系統在海灣戰爭中發(fā)揮了非常重要的作用。
2．物體的熱輻射能量的大小，直接和物體表面的溫度相關(guān)。熱輻射的這個(gè)特點(diǎn)使人們可以利用它來(lái)對物體進(jìn)行無(wú)接觸溫度測量和熱狀態(tài)分析，從而為工業(yè)生產(chǎn)，節約能源，保護環(huán)境等等方面提供了一個(gè)重要的檢測手段和診斷工具。
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三、紅外熱成像儀器
根據物體能夠發(fā)射紅外線(xiàn)的特點(diǎn)，各國競相開(kāi)發(fā)出各種紅外熱成像儀器。
美國德克薩斯儀器公司（TI）在1964年首次研制成功第一代的熱紅外成像裝置，叫紅外前視系統(FLIR)，這類(lèi)裝置利用光學(xué)元件運動(dòng)機械，對目標的熱輻射進(jìn)行圖像分解掃描，然后應用光電探測器進(jìn)行光——電轉換，最后形成視頻圖像信號，并在熒屏上顯示，紅外前視系統至今仍是軍用飛機、艦船和坦克上的重要裝置。
六十年代中期瑞典AGA公司和瑞典國家電力局，在紅外前視裝置的基礎上，開(kāi)發(fā)了具有溫度測量功能的熱紅外成像裝置。這種第二代紅外成像裝置，通常稱(chēng)為熱像儀。
七十年代法國湯姆蓀公司研制出，不需致冷的紅外熱電視產(chǎn)品。
九十年代出現致冷型和非致冷型的焦平面紅外熱成像產(chǎn)品，這是一種最新一代的紅外電視產(chǎn)品，可以進(jìn)行大規模的工業(yè)化生產(chǎn)，把紅外熱成像的應用提高到一個(gè)新的階段。
七十年代中國有關(guān)單位已經(jīng)開(kāi)始對紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行研究，到八十年代初，中國在長(cháng)波紅外元件的研制和生產(chǎn)技術(shù)上有了一定進(jìn)展。到了八十年代末和九十年代初，中國已經(jīng)研制成功了實(shí)時(shí)紅外成像樣機，其靈敏度、溫度分辨率都達到很高的水平。
進(jìn)入九十年代，中國在紅外成像設備上使用低噪音寬頻帶前置放大器，微型致冷器等關(guān)鍵技術(shù)方面有了發(fā)展，并且從實(shí)驗走向應用，主要用途用于部隊，例如便攜式野戰熱像儀，反坦克飛彈、防空雷達以及坦克、軍艦火炮等。
中國在紅外熱成像技術(shù)方面，已經(jīng)投入了大量人力物力，形成了相當規模的研發(fā)力量，但是總的來(lái)講，與世界先進(jìn)水平差距很大，與西方相比，約差10年以上。
目前國外已經(jīng)開(kāi)始在部隊裝備第二代紅外熱成像儀，并開(kāi)始了第三代的研發(fā)工作，但中國現在才推廣第一代紅外成像儀。
在國際上，美國、法國、以色列是這方面的先行者，其它國家包括俄羅斯均處下游水平。
近幾年來(lái)，在黨的政策方針指引下，中國的紅外成像技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，與西方的差距正在逐步縮小，有些設備的先進(jìn)性也可同西方同步，相信中國和西方的差距會(huì )進(jìn)一步縮小，尤其在新技術(shù)的應用方面更可以獨樹(shù)一幟。
紅外熱成像產(chǎn)品，可以分為致冷型的非致冷型兩大類(lèi)。紅外電視產(chǎn)品和非致冷焦平面熱成像儀是非致冷型產(chǎn)品，其他為致冷型紅外熱成像儀。
目前，最先進(jìn)的紅外熱成像儀，其溫度靈敏的可達0.05攝氏度。無(wú)論白天、黑夜均可用于持紅外儀來(lái)探測叢林中的敵人，其距離可達百米之遙，作為邊防緝私，更可以追蹤海上走私的大飛，其距離可達數公里。
通過(guò)熱像儀不僅可實(shí)時(shí)對目標進(jìn)行觀(guān)測，更可以通過(guò)其行蹤軌跡的“熱痕跡”進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，因為一般物體的熱發(fā)散有一定的時(shí)間性，有些物體的熱發(fā)散需要很大時(shí)間。例如部隊點(diǎn)燃的炊煙，曾經(jīng)發(fā)動(dòng)過(guò)的車(chē)輛等都可以留下“熱痕跡”。
第一代熱像儀主要由帶有掃描裝置的光學(xué)儀器和電子放大線(xiàn)路、顯示器等部件組成，已經(jīng)成功裝備部隊，并在夜間的地面觀(guān)察、空中偵察、水面保險等作出重要的貢獻。
第二代熱成像儀主要采用焦平面陣列技術(shù)，集成數萬(wàn)個(gè)乃至數十萬(wàn)個(gè)信號放大器，將芯片置于光學(xué)系統的焦平面上，取得目標的全景圖像，無(wú)需光——機掃描系統，大大提高了靈敏度和熱分辨率，可以進(jìn)一步提高目標的探測距離和識別能力。
第三代熱成像儀也正在研發(fā)中。
四、紅外熱像儀在消防中的作用
在大面積的森林中，火災往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。這是毀滅性火災的根源，用現有的普通方法，很難發(fā)現這種隱性火災苗頭。
然而用飛機巡邏，采用紅外熱成像儀，則可以快速有效地發(fā)現這些隱火，把火災消滅在最初。
加拿大林業(yè)學(xué)院早在1975年就開(kāi)始進(jìn)行森林防火試驗，從飛機上檢查尚未起燃地潛在火源，加拿大森林研究中心利用直升飛機采用AGA750便攜式熱成像儀，在一個(gè)火災季節中發(fā)現15次隱火。
谷物糧倉往往會(huì )發(fā)生自燃現象，這種自燃現象往往時(shí)間長(cháng)、來(lái)勢猛、損失大。目前一般采用溫度計測量其糧倉地溫度變化加以防范。采用熱像儀可以準確判定這些火災的地點(diǎn)和范圍，做到早知道早預防，早撲滅。采用熱像儀方便簡(jiǎn)單，速度快，撲滅及時(shí)。
紅外熱像儀還可以用來(lái)探測電氣設備的不良接觸，以及過(guò)熱的機械部件，以免引起嚴重短路和火災。
1980年至1983年四年中，我國利用自制的熱像儀對華北電力網(wǎng)內的20座發(fā)電廠(chǎng)、8座變電站和24條高壓線(xiàn)的10000多個(gè)插頭進(jìn)行了過(guò)熱檢查，發(fā)現不正常發(fā)熱點(diǎn)500多處，嚴重過(guò)熱為100處，由于及時(shí)處理，未發(fā)生火災事故。
在國外，美國保險公司的統計數據表明，在所有電氣設備隱患中的25%以上是引發(fā)火災的主要原因，都是由于插頭接觸不良引發(fā)的，所以美國國家防火協(xié)會(huì )的《電氣維修手冊70B》規定，在任何電氣插頭按照規定的力距被緊固之后，只要這個(gè)力矩值不變化，以后就不應當再進(jìn)行緊固。所以制造良好，安裝正常的電氣插頭，根本不需要定期緊固，只有發(fā)現其功能異常和其過(guò)熱才要去處理。
對于所有可以直接看見(jiàn)的設備，紅外熱成像產(chǎn)品都能夠確定所有連接點(diǎn)的熱隱患。對于那些由于屏蔽而無(wú)法直接看到的部分，則可以根據其熱量傳導到外面的部件上的情況，來(lái)發(fā)現其熱隱患，這種情況對傳統的方法來(lái)說(shuō)，除了解體檢查和清潔接頭外，是沒(méi)有其它的辦法。斷路器、導體、母線(xiàn)及其它部件的運行測試，紅外熱成像產(chǎn)品是無(wú)法取代。然而紅外熱成像產(chǎn)品可以很容易地探測到回路過(guò)載或三相負載的不平衡。
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美國MAI公司對許多已經(jīng)進(jìn)行過(guò)一般電氣預防性設備做紅外熱成像產(chǎn)品檢查，發(fā)現其中不少已接受過(guò)維修的設備仍然存在電氣故障。例如一個(gè)重要電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠(chǎng)家，這個(gè)公司對其電氣設備每?jì)赡赀M(jìn)行一次停電維修。在這停電運行期間，進(jìn)行設備清掃，對所有連接點(diǎn)緊固和斷路器的跳閘試驗。并對高、低壓開(kāi)關(guān)裝置安裝進(jìn)行測試。在傳統維修之后進(jìn)行的紅外熱成像產(chǎn)品檢查，仍然確定了一些隱患。在不同設備上發(fā)現的嚴重隱患有19個(gè)，一般隱患有179個(gè)。這些嚴重隱患是指被測設備的表面溫度超過(guò)NEMA或UL的最大設計溫度。
大多數隱患是在電動(dòng)機控制設備上發(fā)現的，另外也在開(kāi)關(guān)裝置和動(dòng)力盤(pán)上發(fā)現一些隱患。又例如一個(gè)聯(lián)邦政府辦公用建筑物內一個(gè)主要電動(dòng)機控制中心發(fā)生火災之后，每六個(gè)月對設備進(jìn)行一次預防性維修。在這次火災之后進(jìn)行過(guò)兩次維修，又進(jìn)行一次紅外熱成像產(chǎn)品檢查，其結果是：嚴重隱患預防維修之前為3個(gè)，而預防維修之后還是3個(gè)。所以紅外熱成像產(chǎn)品檢查的必要性是顯而易見(jiàn)的。
此外，使用紅外熱成像產(chǎn)品代替傳統方法的清掃和緊固可以節省大量費用。這種節約有兩個(gè)原因：首先是紅外熱成像產(chǎn)品檢查進(jìn)行的十分快，而不像傳統的方法那樣花費大量人力去進(jìn)行設備的清掃和緊固。另外紅外熱成像產(chǎn)品檢查在進(jìn)行時(shí)，不要求設備停電，而只是在找出隱患后，在進(jìn)行修理時(shí)才要求短時(shí)間停電。并且為修理個(gè)別隱患的停電只是局部性的，停電時(shí)間很有限，甚至可能安排在計劃停電時(shí)間內進(jìn)行修理。下面是幾個(gè)例子。
1），美國的一個(gè)《資產(chǎn)管理公司》推行一個(gè)包括所有電動(dòng)機控制設備、照明、動(dòng)力盤(pán)和開(kāi)關(guān)裝置的完整維修項目（不包括斷路器跳閘試驗）。其收費標準根據工作量而定，一個(gè)典型的辦公大樓（250,000平方英尺，10層）平均維修費用為6,500美元。同樣的大樓進(jìn)行紅外熱成像產(chǎn)品檢查，只要一天便可以完成對所有電動(dòng)機控制，配電盤(pán)和開(kāi)關(guān)裝置的檢查（并包括各種機械設備），其紅外熱成像產(chǎn)品檢查服務(wù)費大約為600美元到800美元。因此，紅外熱成像產(chǎn)品的費用僅是傳統方法費用的1/10。
2），一個(gè)《電子設備制造廠(chǎng)》在簽定紅外熱成像產(chǎn)品檢查合同之前，是采用4天停電，由3個(gè)組5個(gè)電工進(jìn)行傳統維修，工人每天工作為12小時(shí)，以便清潔和緊固所有開(kāi)關(guān)裝置、電動(dòng)機控制設備和動(dòng)力盤(pán)中的連接點(diǎn)。這些工作的人工費用為30,000美元。對于同樣設備的紅外熱成像產(chǎn)品檢查也進(jìn)行了4天，并在2個(gè)工廠(chǎng)工人協(xié)助下完成，其費用只有3,000美元。
3），一個(gè)大型《辦公/旅館/售貨商業(yè)綜合樓》每三年進(jìn)行一次高、低開(kāi)關(guān)裝置的傳統維修，在維修期間花在清潔和緊固工作上的費用至少有20,000美元。而對同樣設備進(jìn)行紅外熱成像產(chǎn)品檢查則只用12小時(shí)，花費僅2,000美元，發(fā)現了12隱患，其中兩個(gè)為能引發(fā)火災的嚴重隱患。
4），通過(guò)紅外熱成像產(chǎn)品檢查和分析，一家《美國小型工廠(chǎng)》每年將耗費由160個(gè)減少到40個(gè)工時(shí)。如按25美元/小時(shí)的費用（包括加班）計算每年節省120小時(shí)，也就是可以節省3000美元。
根據美國的上述經(jīng)驗，用紅外熱成像產(chǎn)品檢查代替傳統維修中的定期清掃和緊固工作，可以節約費用50%—90%，并可有效防止火災的發(fā)生。例如在1985年7～8月期間，華盛頓郵報根據幾乎每天都發(fā)生的許多電氣設備停電事故，在頭版上描述了這些事故造成的火災、人身傷亡、財產(chǎn)破壞和在生產(chǎn)、稅收方面的損失。例如其中當地一家旅館的一次設備停電事故，就造成了六百五十萬(wàn)美元的損失。為了避免上述停電事故，許多商業(yè)和工業(yè)組織常?；ㄙM很多錢(qián)執行預防性維修工作。不幸的是這些工作不但經(jīng)常發(fā)現不了存在的隱患，而且還可能造成新的電氣隱患。所以電氣設備的紅外熱成像產(chǎn)品檢查，在很多方面可以代替傳統的預防性維修工作。
美國《設備運行和生產(chǎn)控制技術(shù)》第375號公報指出：無(wú)論是新的或者舊的建筑物，都能從紅外熱成像產(chǎn)品檢查中受益。美國有近50個(gè)公司提供紅外熱成像產(chǎn)品檢查服務(wù)，為客戶(hù)的所有電氣設備、配電系統，包括高壓接觸器、熔斷器盤(pán)、主電源斷路器盤(pán)、接觸器、以及所有的配電線(xiàn)、電動(dòng)機、變壓器等等，作紅外熱成像檢查，以保證客戶(hù)的所有運行的電氣設備不存在潛伏性的熱隱患，有效的防止火災的發(fā)生。美國保險公司的統計數據也已經(jīng)表明，對所有電氣設備進(jìn)行紅外熱成像產(chǎn)品檢查，可使不安全因素大大降低，并且節省大量保險費的支出。下面是一些需要進(jìn)行紅外熱成像產(chǎn)品檢查的設施。
1），各種電氣裝置：可發(fā)現接頭松動(dòng)或接觸不良，不平衡負荷，過(guò)載，過(guò)熱等隱患。這些隱患可能造成的潛在影響是產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。它們的平均修理費用為1萬(wàn)到5萬(wàn)美元；更換需要8萬(wàn)—10萬(wàn)美元，工期為幾個(gè)星期到幾個(gè)月。
2），變壓器：可以發(fā)現的隱患有接頭松動(dòng)，套管過(guò)熱，接觸不良（抽頭變換器），過(guò)載，三相負載不平衡，冷卻管堵塞不暢。其影響為產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。重繞需要經(jīng)費1萬(wàn)到5萬(wàn)美元，更換為8萬(wàn)—14萬(wàn)美元，工期為幾個(gè)星期或幾個(gè)月。
3），電動(dòng)機、發(fā)電機：可以發(fā)現的隱患是軸承溫度過(guò)高，不平衡負載，繞組短路或開(kāi)路，碳刷、滑環(huán)和集流環(huán)發(fā)熱，過(guò)載過(guò)熱，冷卻管路堵塞。其影響為有毛病的軸承可以引起鐵芯或繞組圈的損壞，有毛病的碳刷，則可以損壞滑環(huán)和集流環(huán)，進(jìn)而損壞繞組線(xiàn)圈。還可能引起驅動(dòng)目標的損壞。電機重新繞組圈（5000馬力）需要5～10萬(wàn)美元，更換需用10萬(wàn)～20萬(wàn)美元，工期幾個(gè)星期到幾個(gè)月。
4），電氣設備維修檢查，屋頂查漏，節能檢測，環(huán)保檢查，安全防盜，森林防火，無(wú)損探傷，質(zhì)量控制，醫療檢查等等也很有效益。
此外，就是在北京也有一個(gè)使用熱成像進(jìn)行電氣設備收費檢查的事例：加拿大駐中國大使館新館使用前，曾于1992年9月委托香港一家公司，用美國生產(chǎn)的熱成像設備，對新館內電氣設備進(jìn)行一次防火及熱隱患全面檢查，并支付了4,000美元的熱像檢查服務(wù)費。實(shí)際上，不計算準備工作時(shí)間，真正用于檢查的時(shí)間只有一天。
同樣，紅外熱成像產(chǎn)品在火災和爆炸事故調查中也十分有用。紅外熱像在火災等事故的法律事務(wù)方面，特別是圍繞著(zhù)與生命或財產(chǎn)損失有關(guān)的復雜技術(shù)問(wèn)題上，已愈來(lái)愈重要。因為火災和爆炸造成的損失，常常涉及熱隱患、熱傳播等情況，而這些情況都可以用紅外熱成像產(chǎn)品快速地觀(guān)察和記錄，所以紅外熱像是一種強有力的形象證據，能使非專(zhuān)業(yè)人員也一目了然，并對損失能做出公正的裁決和審判。以下是幾個(gè)火災和爆炸事故調查中利用紅外熱像的實(shí)例。
美國的地方政府和保險公司常常要求分析人身和財產(chǎn)損失的原因。相應的調查可能發(fā)現不了刑事犯罪行為，如兇殺或縱火。但調查能夠發(fā)現設備故障及損壞狀態(tài)，以及如何避免將來(lái)再發(fā)生這些問(wèn)題。在已燃燒的建筑物上的熱圖像常常能使人們了解到如何產(chǎn)生火災或爆炸的真實(shí)情況。并且從實(shí)驗上再現失火、爆炸或設備損壞過(guò)程，以補充對事件的理解。紅外熱成像提供了一種分析和再現由熱造成的事故的非常好的目測手段。實(shí)驗性的火災、爆炸和設備損壞的紅外和視頻錄像，使人們能對其原因有更深入的理解。
在美國，每年爆炸事故引起數百萬(wàn)美元的財產(chǎn)損失，偵破專(zhuān)家調查和分析這些事件，確定可能的原因時(shí)，常利用重現事件的方法去理解爆炸機理。如用紅外熱成像產(chǎn)品攝取一組照片，來(lái)顯示在一輛汽車(chē)中發(fā)生的爆炸，用以模擬恐怖主義分子或縱火犯造成的事故。這些紅外熱圖像中白色代表熱、黑色代表冷，用來(lái)人為的重現爆炸現象，分析事故，確定事故的類(lèi)型和原因。下面有幾個(gè)實(shí)例。
1），一輛試驗用汽車(chē)中，在司機座位上放有一筒一加侖的汽油，在它的下面放置一磅炸藥，炸藥用電子儀器遙控引爆。紅外熱像錄像能記錄爆炸后大約0.04秒時(shí)試驗車(chē)輛的情況，顯示出從汽油中發(fā)出的火球，以及事故后發(fā)出的輻射范圍，和隨后爆炸的發(fā)展。這種只有應用紅外熱成像才能獲得的熱分布圖顯示出爆炸時(shí)和爆炸后熱傳導范圍。由重放熱像錄像很容易辨認燃爆碎片的拋射軌跡，而重放可見(jiàn)光錄像常常查不到這些軌跡。在車(chē)輛外表上殘留的熱圖像能指出高溫分布區，它常常被作為查找事故源的線(xiàn)索。[page]
2），另一個(gè)類(lèi)似試驗，是以廢棄的房屋為試驗目標。在這個(gè)試驗中，將0.25磅的C4炸藥放在一罐一加侖的汽油下。結果顯示了試驗房屋的最初狀態(tài)，最初的熱狀態(tài)和隨后發(fā)生的一系列情況，其中爆炸后3秒鐘的熱狀態(tài)，爆炸發(fā)出的殘余熱和它最初引起火源，及在幾分鐘后進(jìn)一步擴大為火災都可看到。
在美國分析失火原因和火源的程序與爆炸事故分析是類(lèi)似的，熱圖像的識別能幫助人們確定失火原因，為起火點(diǎn)的詳細檢驗提供事故原因的信息。下面有幾個(gè)實(shí)例。
1），例如，紅外熱像錄像可以顯示在一輛汽車(chē)內失火過(guò)程。丙酮和聚苯乙烯混合在一起，形成一個(gè)球型塑料團，它位于引擎室內駕駛桿附近，并被引燃。紅外熱像錄像可以顯示出大約3分鐘后的火勢，在防護玻璃窗的局部發(fā)熱是明顯的。并可以顯示熱燃氣通過(guò)火墻進(jìn)入乘員室，從窗戶(hù)發(fā)出的較高的輻射證實(shí)了這個(gè)狀況。此外紅外熱像錄像顯示從引擎室泄漏的揮發(fā)性氣體，顯示出揮發(fā)性液體泄漏和燃燒的過(guò)程。此外通過(guò)紅外熱像錄像還可顯示火區火焰正在熄滅。用熱圖像能清晰地描述了失火過(guò)程的各個(gè)階段，它正被用在火災調查人員的訓練中。
2），在一座廢棄的房屋中進(jìn)行失火試驗的紅外熱像錄像，能顯示一個(gè)消防員正在放置引燃液體混合物和搖晃一個(gè)柜中存放的氯化物粉末，以及隨后火勢的發(fā)展，建筑物內自上而下形成的熱氣流，從這些紅外熱像錄像可以看出，從柜中著(zhù)火點(diǎn)傳導熱的速度是非常的快。
3），由于機械或電器設備制造問(wèn)題引起的火災和爆炸是調查人員經(jīng)常關(guān)心的問(wèn)題。例如在一座房屋中，因加熱器故障引起火災，里面一個(gè)人因煙霧致死。當對一個(gè)落地式加熱器檢查時(shí)，只要它與引起火災的那個(gè)加熱器完全一樣，取得這種加熱器工作時(shí)的熱圖像，便可以看到熱圖像上的熱試驗點(diǎn)（hottest）在高溫限制開(kāi)關(guān)附近，判斷出故障是由銅線(xiàn)引起的，這種故障足以點(diǎn)燃加熱器內部的碎片和粉末，以及保護高限開(kāi)關(guān)的底盒。在熱圖像上看到的高溫亮點(diǎn)超過(guò)了電線(xiàn)絕緣的溫度額定值。電線(xiàn)在這種環(huán)境中，絕緣老化必然導致短路，引起失火，熱圖像不僅提供了定量的溫度值，而且也對故障產(chǎn)生的方式提供了明顯而直觀(guān)的描述。
4），一個(gè)已過(guò)熱的皮帶牽引輪，這個(gè)皮帶牽引輪力圖驅動(dòng)一個(gè)已閉鎖的壓縮機。從這個(gè)試驗中解答的問(wèn)題是，三角皮帶和皮帶牽引輪之間產(chǎn)生多高溫度可以點(diǎn)燃這個(gè)設備附近的可燃性氣體。具有燃點(diǎn)溫度為6000F的可燃性氣體被點(diǎn)燃，附近的一個(gè)壓縮機發(fā)生爆炸，造成一個(gè)石油加工廠(chǎng)嚴重損壞和人員傷亡。使用捍紅外熱像在輪外緣測量溫度，將獲得的信息作為有限元熱傳導分析的邊界條件，計算結果表明，風(fēng)機皮帶牽引輪和皮帶之間的溫度超過(guò)8000F。這個(gè)溫度是以點(diǎn)燃可燃性氣體，這些可燃性氣體是由于疏忽從工廠(chǎng)的石油加工廠(chǎng)設備中泄漏出來(lái)的。
5），火災發(fā)生后，美國調查人員從目擊者、消防部門(mén)、警察和現場(chǎng)搜集證據。在機械或電氣設備可能引起失火的情況中，從過(guò)去能量核算或設備分析得到的紅外熱像資料可能是很有用的。例如一個(gè)具有過(guò)熱馬達和風(fēng)機皮帶牽引輪的空氣傳送裝置（airhander）的熱圖像。從皮帶和皮帶牽引輪發(fā)出的熱很快穿過(guò)該設備外邊的金屬外殼，以后如果懷疑這個(gè)空氣傳送裝置可能引起火災，這個(gè)設備幾乎損壞的紅外熱圖像可以是闡述失火原因觀(guān)點(diǎn)的重要基礎。
五、紅外熱成像儀在安全防范中的應用
紅外熱成像儀因其有的特點(diǎn)功能，已廣泛應用于安全防范系統中，成為安全監控系統中的明星。
紅外熱成像儀具有隱蔽式探測功能，它不需要可見(jiàn)光，可以使犯罪份子不知其工作地點(diǎn)和存在，因而產(chǎn)生錯誤判斷，導致犯罪行為被揭。
在一些非常重要的單位，例如：重要的行政中心、銀行的金庫、機要室、軍事要地、監獄等地，特別使用于這種紅外熱成像儀，它可以24小時(shí)處于運行狀態(tài)，并隨時(shí)對背景資料進(jìn)行分析，一旦發(fā)生變化，可以及時(shí)發(fā)出警報，并可以通過(guò)智能設備的處理，自動(dòng)對有關(guān)情況進(jìn)行處理，并隨時(shí)將情況上報，取得進(jìn)一步的處理意見(jiàn)。
對于這些特殊重要部門(mén)，其防范的靈敏度大大高于其他防范系統，例如在這些單位下了班，只要有人在里面隱藏，系統就會(huì )發(fā)生報警信號。
正如大家所知，邊界防衛是一件非常困難的事情。我國邊境線(xiàn)甚長(cháng)，海洋也遼闊，由于野外環(huán)境的惡劣，許多系統都不可能很好地擔當起防范作用，特別在下雨、下雪、大霧、大風(fēng)地日子，邊界巡邏也是很苦地任務(wù)。如果采用人員巡邏，利用望遠鏡進(jìn)行觀(guān)察，往往由于可見(jiàn)光波長(cháng)短，因而觀(guān)查效果甚差，造成漏查、誤查和失查的現象。
紅外熱成像儀可以探測到波長(cháng)較短的紅外線(xiàn)，因而可以遠距離進(jìn)行觀(guān)察，特別適用于風(fēng)雨天氣。據香港《東方日報》報道：香港警方在某一邊境地區放置了五套紅外熱成像儀，在試用過(guò)程中，成功地破獲了多起非法入境者案件，效率大大高于原來(lái)用人工巡查。因而香港警方計劃，今年再購進(jìn)新的系統，以加強防止非法移民案件。
在海岸邊，用紅外熱成像儀，可以迅速地跟蹤來(lái)往地船只?，F在海邊走私，常常利用“大飛”來(lái)進(jìn)行，這些“大飛”無(wú)燈光，馬力大，機動(dòng)性強，往往容易擺脫我方緝私人員和邊防人員地追蹤，有了紅外熱成像儀，可以遠距離跟蹤這些“大飛”，就是在雷達地死角，這個(gè)系統也可正常運行，特別在黑夜和惡劣的天氣下，均可充分發(fā)揮其良好的特點(diǎn)。
同樣的道理，紅外熱成像儀，可以應用在生活小區的周界防范，重要地區的周界防范，可以達到一般監視系統不易達到的效果，眾所周知，小區的防范主要嚴防罪犯進(jìn)入，一般的監視系統，安裝時(shí)容易產(chǎn)生死角，不利于全面控制監控面。再一點(diǎn)就是容易受干擾，比如小動(dòng)物入侵等。安裝紅外熱成像儀，可以克服以上二種缺點(diǎn)，減少誤報。
在我國，隨著(zhù)城市交通的擴大，各種高速公路和鐵路的延伸，這些系統的正常運作也成為極大的問(wèn)題，尤其在夜間的安全巡查，更是成為問(wèn)題，如今裝有紅外熱成像儀的飛機，可以順利完成這些任務(wù)，它可以發(fā)現阻塞的車(chē)輛，故障的汽車(chē)，以及需要鎖定的目標，在國外，許多單位已經(jīng)實(shí)際采用這些系統進(jìn)行巡查。
