从红外热像仪开始 认识强大的红外技术

李婷

几年的新冠疫情让大家对各种大小不一、形状各异的测温设备已十分熟悉（图1），大家听到最多的一句话就是：“来，我们测测体温。”

不过，这里所提到的测体温完全不同于过去。与将水银体温计夹在腋下的测温方式相比，现在的体温测量方式更“高级”了，只要从测温仪前面走过，它们就能测出人们的体温数值。这些测温仪是如何测出体温的呢？它们的工作原理是什么？下面就给大家做一个简单介绍。

红外测温的原理

首先，我们要知道一个概念，就是任何温度超过0K（-273.15℃）的物体都会发出热辐射，这种热辐射也被称为电磁波，并且物体温度越高，散发的热辐射越强。这意味着，只要是地球上的物体，都会发出热辐射。红外测温就是基于这一原理，它是通过捕获人体发出的热辐射，再依据热辐射的强弱来显示体温的。红外测温仪的具体测温流程：首先将捕捉到的被测物体的红外辐射通过光学系统送到红外探测器上，并由探测器将热辐射转换为电压信号，之后经过读出电路的处理，将电压信号转换为温度数值进行输出。图2展示了一幅红外热成像图片。

从红外测温仪的工作原理和工作方式看，它具有测量速度快、非接触等突出优势，这些优势使得红外测温仪在新冠疫情防控中发挥了巨大作用。

广泛的应用范围

其实，红外技术的应用并不仅仅局限于测量体温，它还有更多、更广泛的应用领域。更令人想不到的是，红外技术出现的时间远比人们想象得早。

早在19世纪，红外成像技术就已经出现在大众的视野中。当时的人们发现，利用红外探测器进行天文星体的红外辐射特性研究，不仅更方便，而且更有效。后来，红外成像技术在军事领域显示出强大的应用潜力，为此，各国投入了大量人力、物力发展红外技术。此后，红外成像技术发展得如火如荼，红外成像、红外跟踪、红外预警、红外对抗、红外制导等技术在军事上得到广泛应用。在1970年以后，红外技术逐步从军事领域转向民用领域。各种先进的红外技术，比如红外遥感、红外测温、红外检测、红外安防、红外防伪等在各行各业大显身手。

强大的应用技术

对于上面提到的这些专有名词，普通人可能会感到些许陌生。接下来笔者会结合我们身边的典型应用事例，帮助大家更好地理解红外技术的强大与神奇。

红外遥感 该项技术利用红外摄像机、红外扫描仪等红外装置，探测较远距离外的植被等地物的红外辐射，然后通过分析其中的红外特性差异来确定地物性质、分布情况以及状态等信息。红外遥感技术应用广泛，其中我们比较熟悉的一种应用就是检测城市中的大气污染情况。检测时，先通过红外遥感器采集城市的光谱信息，然后依据不同光谱的特性，通过计算机实时反演出城市主要污染物及其空间区域分布等情况。

红外安防 在夜间或者恶劣天气条件下，普通的可见光相机无法正常工作，观测距离大幅缩短，如果采用人工照明的方式，很容易暴露目标；若采用微光夜视设备，依然需要外界光照明，此类设备在城市中尚可工作，但在野外工作时，因观测距离大幅缩短，会导致设备观测效果变差甚至不能正常工作。这时候，红外安防设备便可以大显身手了。

红外热像仪能够将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像，热图像上的不同颜色代表被测物体的不同温度。由于红外热像仪可以主动接收目标发出的红外辐射，所以它是否可以正常工作，跟周围的天气状况无关，加之红外热像仪具有较好的隐身效果，因而在夜间安全监控、防火监控等安防领域有着较广泛的应用。

以防火监控为例。大面积的森林火灾往往是由不明显的隐火引发的，现有的普通方法很难发现这种隐性火灾苗头。而使用红外热像仪，可以快速、有效地发现这些隐火，准确判定火灾的地点和范围，透过烟雾发现着火点，做到早知道、早预防、早扑灭。

红外防伪 这种技术通常被应用于制造防伪油墨。红外防伪油墨通常是将一种或几种吸收近红外光的材料加入油墨中制成的，在实际使用时，只需采用防伪油墨在印品上绘出想要的信息即可。这些信息在可见光条件下没有任何痕迹，但是可以通过红外检测仪器解码。

上述红外技术使测量精度、产品质量、工作效率及自动化程度得到提高，极大地促进了相关行业的繁荣与发展。近年来，随着“智能+”等新兴技术的兴起，红外技术的发展空间也在进一步扩大，例如红外技术已经全面进入自动驾驶领域，凭借其全天候工作、不受极端环境条件影响等优势为驾驶人的安全保驾护航。

可以想见，未来，红外技术在人们生活中的应用将日益广泛，这固然是科技进步带给我们的便捷，但也离不开一代又一代科学家的刻苦研究。