我們現(xiàn)在所處的時代中，新技術(shù)投入市場的速度比以往任何時候都要快。通常，一項(xiàng)技術(shù)突破能夠很快引發(fā)另一項(xiàng)技術(shù)的革新。人們往往還未熟悉前一項(xiàng)技術(shù)，新的技術(shù)就已經(jīng)問世，而基于這些新技術(shù)的新產(chǎn)品也隨之不斷發(fā)布。
在建筑檢測中，使用熱像儀無縫定位絕緣不良區(qū)域，通過修復(fù)這些區(qū)域可節(jié)省能源
有時候，這些產(chǎn)品在推出階段價格十分昂貴，但一旦早期使用者有機(jī)會購買并且產(chǎn)品能夠投入大批量生產(chǎn)，其價格會快速跌降，某些產(chǎn)品甚至?xí)優(yōu)槿粘Ｓ闷?。手機(jī)就是一個明顯的例子。手機(jī)在剛推出時體積龐大，價格昂貴，但隨后迅速發(fā)展成為手掌大小的產(chǎn)品，供成百上千萬人日常使用。
我們?nèi)缃窨磥硎殖Ｒ姷拇罅考夹g(shù)，起初多為應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。今天，還有另一項(xiàng)技術(shù)也源于軍事應(yīng)用，并在眾多有用的民用領(lǐng)域發(fā)揮了極大的作用。這項(xiàng)技術(shù)不僅會改變我們的生活，還可以拯救生命。這項(xiàng)技術(shù)叫做：熱成像。
與普通相機(jī)依靠光產(chǎn)生圖像不同，熱像儀，有時也稱為紅外熱像儀，能夠識別微小的溫差，并將其轉(zhuǎn)換為讓細(xì)節(jié)纖毫畢現(xiàn)的清晰熱圖像。與其他技術(shù)不同，例如光放大至少需要少量光才能成像，熱成像技術(shù)可在完全漆黑的環(huán)境下觀測事物，完全不需要任何光線。
首臺軍用熱像儀是由一家名為AGA的公司于1958年開發(fā)的，這家公司也就是今天的FLIR Systems。由于能夠在完全漆黑的環(huán)境下生成清晰的圖像，熱成像技術(shù)能夠在最黑暗的夜晚看清目標(biāo)敵對勢力。熱像儀能夠用于輕霧和雪雨天氣，并且還能穿透煙霧，使其對于軍事更加實(shí)用，因?yàn)閼?zhàn)士能夠跨熱像儀除了用于工業(yè)領(lǐng)域，也可在搜救、消防等很多領(lǐng)域大顯身手。
首臺商用熱像儀于1965年面世，用于檢查輸電線。直到1973年，才出現(xiàn)首款“便攜式”電池供電的紅外熱像儀。
盡管被稱作“便攜式”，該系統(tǒng)仍十分笨重。當(dāng)時所使用的技術(shù)要求熱像儀填充液氮以冷卻系統(tǒng)中集成的紅外探測器。這一方式一直持續(xù)，直到1985年FLIR Systems引進(jìn)了首個無需液氮冷卻探測器的系統(tǒng)，取而代之的是集成一種所謂的冷卻器。
直到1997年，搭載非制冷式探測器的熱像儀，也就是所謂的微量熱型探測器，進(jìn)入了市場。微量熱型探測器的主要優(yōu)點(diǎn)之一在于其不帶活動部件，因此不容易出現(xiàn)故障。此外，其生產(chǎn)價格也比較便宜，因此熱像儀制造商可將其產(chǎn)品價格降低。
熱像儀除了用于工業(yè)領(lǐng)域，也可在搜救、消防等很多領(lǐng)域大顯身手。
從軍事到工業(yè)應(yīng)用
盡管熱像儀常用于軍事，但直到引進(jìn)微量熱型探測器，它才開始應(yīng)用于商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用。最先發(fā)現(xiàn)熱成像技術(shù)優(yōu)勢的工業(yè)客戶是大型生產(chǎn)公司。熱像儀不僅能夠基于溫差成像，且能夠明確地測量這些溫差。得益于熱像儀所采用的復(fù)雜算法，因此可以計(jì)算絕對溫度值。
工業(yè)領(lǐng)域很快便發(fā)現(xiàn)熱成像能夠提供關(guān)于電氣設(shè)備的具有價值的信息。保險絲、連接件、電纜，以及高壓設(shè)備，如變壓器、輸電線等，都能夠使用熱像儀輕易地進(jìn)行非接觸式檢查。其優(yōu)勢在于熱成像能夠幫助維護(hù)管理員提前發(fā)現(xiàn)異常，避免問題發(fā)生。通過這種方式，即可避免代價極高的故障，又可節(jié)省時間和資金。
但在上述相同的公司內(nèi)，研發(fā)部門也對熱成像技術(shù)產(chǎn)生了極大的熱情。其最大的優(yōu)勢是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期早期利用紅外熱成像。在開發(fā)階段，投入批量生產(chǎn)前，應(yīng)對電氣設(shè)備進(jìn)行全面測試。消費(fèi)者期待以實(shí)惠的價格獲得完美的產(chǎn)品。借助紅外技術(shù)，公司能夠縮短開發(fā)階段，并快速獲得其開發(fā)投資的回報。
越來越多的工業(yè)公司開始使用熱成像技術(shù)，使得企業(yè)可以謹(jǐn)慎邁出第一步實(shí)施所謂的批量生產(chǎn)。但即便如此，熱像儀仍十分昂貴，需花費(fèi)20,000歐元甚至更多。對于客戶而言，熱成像仍是一項(xiàng)十分新奇的技術(shù)。
大批量生產(chǎn)
幾年前，熱像儀的批量生產(chǎn)邁出了重要的一步。當(dāng)時，世界上主要的汽車制造商之一寶馬公司(BMW)，決定在其豪華款7系列中采用熱像儀，以擴(kuò)大駕駛視野。同時，提高乘客和駕駛員的安全也是BMW的首要目標(biāo)之一。由于夜間駕駛導(dǎo)致了大量交通事故，因此BMW想要探尋一種減少事故率的解決方案。
之后，相同的“BMW夜視”組件也成為了BMW 5系列和6系列的可選配件。對這一安全選件的大量需求使得熱像儀產(chǎn)品的世界領(lǐng)導(dǎo)者FLIR Systems能夠大幅增加產(chǎn)量。今天，僅僅針對擴(kuò)大駕駛視野，F(xiàn)LIR Systems已生產(chǎn)了成千上萬臺的熱像儀。如此提高產(chǎn)量隨之而來的結(jié)果之一，就是熱像儀的價格顯著降低。
但是，批量生產(chǎn)不僅僅只是由日用消費(fèi)品推動，軍事應(yīng)用也起到了一定的作用，無人機(jī)(UAV)便是推動因素之一。UAV在軍用和民用領(lǐng)域正愈來愈普遍，尤其是專為低空飛行設(shè)計(jì)的小型飛機(jī)。這些手動啟動無線電控制的飛機(jī)可裝載下行連接至地面站的攝像機(jī)，絕對適用于偵查操作或在戰(zhàn)場上跟蹤軍隊(duì)的動向。
軍隊(duì)最先發(fā)現(xiàn)熱像儀能夠使飛機(jī)在完全漆黑的環(huán)境下飛行，且可以穿過煙霧和云層偵測目標(biāo)。很快地，民事應(yīng)用也跟上了腳步。今天，這類飛機(jī)也能夠用來偵測例如森林火災(zāi)等目標(biāo)。溫度高于周圍環(huán)境且表示可能發(fā)生火災(zāi)的區(qū)域，都能在熱圖像上清晰地看到。
價格更低，應(yīng)用更廣，產(chǎn)量更大
由于產(chǎn)量增加且價格下降，熱像儀應(yīng)用也開始越來越普遍。這些應(yīng)用中有的已運(yùn)行多年，但仍只是少數(shù)幸運(yùn)兒才能擁有它們，因?yàn)樗麄冇薪?jīng)濟(jì)能力花費(fèi)大筆資金購買一臺熱像儀。如前所述，擴(kuò)大駕駛視野可能是對熱像儀的批量生產(chǎn)作出最大貢獻(xiàn)的一項(xiàng)應(yīng)用。
夜間駕駛給卡車、公交和其他重型車輛的司機(jī)帶來了嚴(yán)重的安全隱患。重大事故多發(fā)生在夜間和雨霧天氣，因?yàn)樗緳C(jī)難以看清事故源，以及時避免碰撞。每年，大型車輛發(fā)生夜間事故達(dá)成千上萬例，有許多都是因?yàn)閻毫拥奶鞖鈼l件。在這種情況下，司機(jī)的快速減速能力下降，疲勞會影響反應(yīng)時間，而且視力在黑暗中嚴(yán)重減退。
熱像儀是一個強(qiáng)大的駕駛員視野增強(qiáng)系統(tǒng)，它顯著降低了夜間駕駛的風(fēng)險，使司機(jī)能夠看到高達(dá)車頭燈5倍之遠(yuǎn)的距離。熱像儀在任何情況下都不需要光線進(jìn)行操作。正因?yàn)橛辛藷嵯駜x，司機(jī)才能夠快速檢測并識別潛在的危險，避免致命事故的發(fā)生。
由于能看到前方道路——遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出車燈照亮距離——的熱圖像，司機(jī)能夠更快地觀測到障礙物、道路彎曲等，從而獲得更多的反應(yīng)時間。熱像儀還能幫助司機(jī)更好地看清道路邊緣，提前發(fā)現(xiàn)前方彎道，避免因前方車燈眩光造成的瞬時盲區(qū)，以及能夠穿透煙霧、灰塵、輕霧和小雨看清前方。
不只是高檔豪車才能受益于熱像儀。熱像儀，如FLIR Systems PathFindIR，能夠輕易地裝入卡車和公交內(nèi)。此外，火車和地鐵也開始配備熱像儀。需要夜間盡快趕赴事故現(xiàn)場的消防車和救護(hù)車等急救車輛，也發(fā)現(xiàn)了熱像儀的優(yōu)勢。此外，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，熱像儀還能夠穿過煙霧，幫助司機(jī)快速到達(dá)事故現(xiàn)場，且不會造成次生事故。
多年來，為了能夠在完全黑暗中透過煙霧進(jìn)行觀察，以及探測地板、墻壁和天花板上的熱點(diǎn)，消防員一直使用熱像儀。煙霧中含有大量微米級碳黑顆粒，非常容易吸收可見光。但是，當(dāng)顆粒遠(yuǎn)小于傳感器所使用的光纖的波長時，將大大降低散射程度，使煙霧中的視線變得清晰。熱像儀穿透煙霧的能力可以輕易地在充滿煙霧的房間中幫助定位受困人員，從而拯救生命。
對于通常必須打開通往火災(zāi)現(xiàn)場的大門，或者必須快速可靠地確定起火位置和火勢蔓延的消防員而言，探測物體溫差的能力至關(guān)重要。經(jīng)過經(jīng)驗(yàn)豐富和訓(xùn)練有素的消防員的使用，已證明熱像儀是一款出色的工具。許多消防員都熟知熱像儀的救生功能，而今天，越來越多的消防員能夠從熱像儀的強(qiáng)大功能中獲益。
連接不良和內(nèi)部損壞的成像圖
高壓開關(guān)氧化的成像圖
讓世界更安全
熱像儀還能在越來越多的安全監(jiān)控應(yīng)用中發(fā)揮其作用。雖然以前多為邊防和政府其他相關(guān)部門使用熱像儀，但如今愈來愈多的工業(yè)設(shè)備正在使用熱像儀的功能，來保護(hù)他們的貴重資產(chǎn)和人員。
核電站、石化裝置、倉庫、港口和機(jī)場，這些都是容易遭竊甚至遭受可怕危險的地方，使用熱像儀可對其進(jìn)行保護(hù)。制定一個使用熱像儀的全面的安全計(jì)劃是保護(hù)資產(chǎn)和降低風(fēng)險的關(guān)鍵。熱像儀能夠讓隱藏在黑暗、惡劣天氣和灰塵、煙霧等障礙物中的威脅無所循形。
而且在這一領(lǐng)域，熱像儀也正逐漸深入到消費(fèi)者中。大型民宅和物業(yè)大樓如今也已使用熱像儀進(jìn)行看守，采用體型小但功能強(qiáng)大的熱像儀為大量的家庭安全系統(tǒng)提供輔助支持也只是時間問題。
自二十世紀(jì)七十年代的石油危機(jī)以來，我們不斷意識到能源儲備的重要性和有限性。由于二氧化碳排放造成的全球變暖，很大程度上也是因?yàn)榕c建筑物供暖用的化石燃料燃燒相關(guān)的污染造成的。越來越多的國家開始立法對建筑的熱損失進(jìn)行定期檢查。熱像儀是一種易于操作的工具，能夠使絕緣故障和其他建筑異?，F(xiàn)象遁形。使用熱像儀檢測每一座建筑可能為期不遠(yuǎn)。
毫無疑問，熱像儀將堅(jiān)持與之前的其他產(chǎn)品相同的做法。熱像儀設(shè)備將更小巧，圖像質(zhì)量更高，并采用更多功能特征。歸根結(jié)底，對于在黑暗中和許多其他有用的應(yīng)用中進(jìn)行觀測，熱像儀相比所有其他產(chǎn)品的工具有過之而無不及。
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