红外技术产品在民用市场的应用与发展研究

江翔

（湖北久之洋红外系统股份有限公司，湖北 武汉 430000）

1 引言

20世纪60年代，第一代红外热成像装置在美国问世。随后，在第一代红外热成像装置的基础上，瑞典研制出来了具有温度检测功能的红外热成像装置，这为未来红外技术的发展奠定了基础。20世纪70年代，我国对红外技术进行研究，到了90年代初，我国在红外技术上的研究已经达到了较高的水平。红外技术最初运用在军事领域，现在该项技术已经是军事领域中不可或缺的关键技术。但随着国家对红外技术的更深入研究，红外产品的相关技术达到了较高水平，成本极大的降低。如今，该技术已经不只应用于军事上，在民用领域也得到了迅速发展。

2 红外系统

红外系统是指能够接收和应用红外辐射信息的装置。在红外系统中，光学装置通过收集红外辐射（包括发射、反射、散射），然后进行成像、分光、滤光，红外探测器接收其分析处理过的红外辐射，通过内部电路转换，再将接收到的红外辐射转变为电信号，由于光学系统采集到的红外辐射信号大部分都比较弱，这就导致红外探测器输出的信号一般都是弱信号。这就需要电子信号处理装置发挥其作用，首先将红外探测器输出信号进行放大、补偿，然后进行数据处理。

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3 红外系统在民用市场的应用

红外系统在民用方面有着多方面的应用，依据红外技术所制造出来的红外产品为生活提供了极大的便利。红外系统按功能可分为：红外热像仪、红外测温仪、光普分析仪、红外跟踪系统、红外测距系统等。其中，红外热像仪和红外测温仪等相关红外产品在民用市场中占据着主要部分。

3.1 红外热像仪

红外热像仪是一种根据目标对象所发射、散发出的红外辐射，然后再将目标对象的温度数据进行处理，最后转换成人眼可直观观测到的模拟或数字视频图像的高精尖产品。随着国家对红外技术投入大量的人力、物力，红外探测器快速发展，与此同时，红外探测器的封装形式也日新月异，从以前高成本的金属封装，衍生到低成本的陶瓷封装，这一突破，无疑带动了红外探测器芯片研发成本降低、价格下降，使得红外探测器不仅能在军用领域得到使用，还可以在民用市场得到应用和发展。

红外探测器按工作温度不同，可分为非制冷型、制冷型。而在市场中是以非制冷产品为主。非制冷红外探测器主要采用多晶硅（P-Si）和氧化钒（VOX）材料，其中氧化钒（VOX）在市场中最为常用；而制冷红外探测器的常用材料锑化铟（LNSB）、碲镉汞(MCT)、量子阱 (OWIP)、二类晶格（T2SL）4种，其中碲镉汞(MCT)在市场中较为常用。目前，市场中常用的有中波和长波探测器，中波探测器的光谱范围为3.7±0.2～4.8±0.2μm，长波探测器的光谱范围为7.7±0.2～9.3±0.4μm。

红外热成像技术在生活中的应用使得很多事情得到了极大的便利，当个人或团体进行户外探险、野外科考等活动时，夜晚由于视野不够、视线不足，很难对前方环境情况有一个准确的观测，红外热像仪能够利用前方目标所散发的红外辐射，很清楚地显示前方目标，无论是对观测夜晚建筑还是生物都有着很大的便利。

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不仅如此，在民用市场中，工业监测、电力监测、安防监控、辅助驾驶、个人消费等都应用到了红外热像仪。在民用领域，制作红外产品的企业纷纷兴起，红外热像仪行业在市场中已经有了一席之地。其民用市场值保持着逐年上升的趋势，其在民用领域的增长幅度远大于军用领域。红外热像仪在民用市场也呈现稳发展、快增长的趋势。

3.2 红外测温仪

红外测温仪是依据目标物体所散发出的红外辐射进行温度检测，将实时温度显示在液晶显示屏上。红外测温仪主要构造包括红外探测器和光学镜头。光学镜头首先吸收热辐射，然后将热量情况传递到光敏单元。红外元件经过变换得到电信号，依次经过放大、补偿电路的处理，最终转换成红外热图。

新型冠状病毒感染的肺炎疫情爆发以来，体温升高是“新型冠状病毒（2019-nCoV）”带来的显著体征表现，因此体温测量成为一种防控疫情的必要手段。但由于传统测温技术大多是以接触式测温为主，如玻璃水银体温计、医用电子体温计等，因此这样的测温方式存在二次感染的风险，虽然也有磁共振无创测温仪、胆囊式温度计等新型温度计，但其准确度不高，目前只在少数国家推出，我国开展此类项目较少。于是市场亟需一种测量精确度高、测量速度快且无需与人直接接触就可实现中远距离测温产品，这也是红外测温仪为什么能迅速在民用市场发展的原因。

红外测温仪在民用市场普遍是以手持式红外体温计和多功能体温检测仪为主。手持式体温计需操作人员手持操作，测温距离在10cm以内为宜，将探头对准被测者额头后进行测温，测量的温度显示为医学温度。因此手持式体温计一般用于社区、超市等人流量相对较小的场所。多功能体温检测仪具备成像直观、探测范围广等特点。操作人员只需在监控平台前即可观测到10m距离内是否有体温异常的人员并进行记录。因此，红外多功能测温仪更适合火车站、机场、学校等人流量大的公共场所。

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除此之外，在安保监控领域，利用红外测温仪，对实时监控仓库的一些货物是否经自然氧化作用放热造成安全隐患，也有着莫大的帮助；在消防领域，利用温度探测，对一些区域是否有火种风险进行精准定位，当遇到火情时，对确定逃生路线也有着很大的帮助。由于国内及国外市场供需情况短期难以达到饱和，红外测温仪行业市场需求旺盛。当今正处于信息时代，“互联网+”应用为红外测温仪带来新的发展空间。与此同时，传统企业和互联网平台竞争激烈，企业通过提高服务质量、服务包装、产品质量等方式提高市场竞争率，为红外测温仪行业提供了新的增长空间。

4 红外技术产品在民用市场的发展空间

近年来，红外系统在民用领域得到极大发展，全球红外行业市场规模正稳步增长，其市场规模由2016年的119.9亿美元增长至2020年的151.9亿美元，2016～2020年的年复合增长率为6.1%。据了解，2021年全球红外热成像市场规模达到162.0亿美元。

随着红外技术的不断突破，红外探测器也朝着低成本、高分辨率、低功耗、高灵敏度，以及更加智能化的方向发展。受全球“新冠疫情”的影响，红外测温设备在世界范围内还处于未饱和状态，在未来的市场中将占有很大一部分比例。在经济全球化的当下，各行各业都需要用到红外产品，如安防、医疗、建筑、交通等众多领域。

5 结语

我国经过多年的发展，红外技术取得了很大的成就，随着科技的发展，数字化城市、医疗辅助体系、城市公共安全等都需要用到红外技术，而伴随着未来红外技术的突破，成本的降低、性能的提高会使其在民用市场得到越来越广泛的应用。