紅外熱成像技術(shù)早期應(yīng)用于美國(guó)軍方，美國(guó)對(duì)中國(guó)禁用，國(guó)內(nèi)最近幾年才擁有這項(xiàng)技術(shù)，受限于技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀，價(jià)格居高不下，進(jìn)而影響該技術(shù)進(jìn)入民用市場(chǎng)。
在電影《鐵血戰(zhàn)士》里，施瓦辛格跳進(jìn)水里將自己的溫度和周?chē)３忠恢?，試圖遮蔽自己的紅外信號(hào)源，避免熱成像儀的偵查。在諸多諜戰(zhàn)大片中，紅外熱成像儀頻頻嶄露頭角，其在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，而現(xiàn)在這項(xiàng)高科技正在從軍事走向工業(yè)和民用市場(chǎng)。
走進(jìn)上海巨哥科技有限公司，在紅外熱成像攝像頭的監(jiān)控下，人身體本身散發(fā)的熱輻射都被探測(cè)，門(mén)口顯示屏上精準(zhǔn)地告知記者當(dāng)下的體溫，并且身體每一部位不同溫度都顯示出不同的顏色。
“對(duì)于我們而言，任何溫度在絕對(duì)零度(-273℃)以上的物體都是紅外輻射的光源，因此利用探測(cè)器測(cè)定目標(biāo)本身和背景之間的紅外線差，可以得到不同的紅外圖像，即熱圖像?！鄙虾＞薷珉娮涌萍加邢薰綜EO沈憧棐告訴記者。
憑借這一特點(diǎn)，美國(guó)軍方夜視儀幾乎所有都應(yīng)用了紅外熱成像技術(shù)，其基本原理就是在漆黑一片場(chǎng)景中，紅外熱成像儀能夠看到任何有溫度的物體，另外在拍照時(shí)可以知道每一點(diǎn)的溫度。
此外大氣、煙云等吸收可見(jiàn)光和近紅外線，但是對(duì)3~5微米和8~14微米的紅外線卻是透明的。因此，這兩個(gè)波段被稱為紅外線(比0.78微米長(zhǎng)的電磁波)的“大氣窗口”。
利用這兩個(gè)窗口，在光線差的煙霧等惡劣氣候環(huán)境下，紅外熱成像儀也能夠清晰地觀察到前方的情況。例如去年12月上海PM2.5爆表期間，利用可見(jiàn)光基本只能看到辦公室外很近的建筑，而利用紅外線看就像沒(méi)有霧霾一樣，基于這一特點(diǎn)，在森林防火監(jiān)控系統(tǒng)、安防領(lǐng)域也常見(jiàn)紅外熱成像技術(shù)的身影。
在沈憧棐看來(lái)，大部分工業(yè)制造過(guò)程或設(shè)備都有其獨(dú)特的溫度場(chǎng)分布，反映其運(yùn)行狀態(tài)。除了可以將溫度場(chǎng)轉(zhuǎn)換為直觀的圖像外，結(jié)合智能算法和大數(shù)據(jù)分析，紅外熱成像儀也可以為工業(yè)4.0時(shí)代提供新的解決方案，應(yīng)用到電力、鐵路、石化、電子、醫(yī)療、消防、新能源等多個(gè)行業(yè)。
但紅外熱成像技術(shù)早期應(yīng)用于美國(guó)軍方，美國(guó)對(duì)中國(guó)禁用，國(guó)內(nèi)最近幾年才擁有這項(xiàng)技術(shù)，受限于技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀，價(jià)格居高不下，進(jìn)而影響該技術(shù)進(jìn)入民用市場(chǎng)。
“我國(guó)直至近幾年才開(kāi)始有了相關(guān)產(chǎn)品自主開(kāi)發(fā)的能力，但在成本和民用化道路上距離國(guó)外先進(jìn)技術(shù)仍有較大差距。搭載無(wú)人機(jī)的熱成像儀有的高達(dá)十幾萬(wàn)元一臺(tái)，如果價(jià)格降不下來(lái)，紅外熱成像技術(shù)推廣和應(yīng)用都會(huì)受限?！鄙蜚織捀嬖V記者。
沈憧棐畢業(yè)于清華大學(xué)物理系，獲得美國(guó)普林斯頓大學(xué)博士學(xué)位，曾就職于美國(guó)杰爾系統(tǒng)有限公司和睿初科技有限公司，主管半導(dǎo)體光電器件和芯片的研發(fā)和生產(chǎn)。回國(guó)后，他曾在清華長(zhǎng)三角研究院創(chuàng)建傳感技術(shù)與智能網(wǎng)絡(luò)研究室工作，負(fù)責(zé)紅外成像芯片的研究和熱像儀開(kāi)發(fā)。
“之所以回國(guó)創(chuàng)業(yè)就是覺(jué)得這個(gè)行業(yè)非?？上В瑢?shí)際用途很多，但價(jià)格卻始終降不下來(lái)?！鄙蜚織捳f(shuō)道。他拿出一片紅外探測(cè)器，上面由幾百個(gè)圓形的紅外探測(cè)芯片組成?！霸缙谝粋€(gè)芯片就1000歐元，一片就不止一輛寶馬車(chē)的價(jià)格?！鄙蜚織捊榻B道。看到市場(chǎng)機(jī)遇和痛點(diǎn)，2008年沈憧棐在上海創(chuàng)辦了巨哥電子科技有限公司。
紅外探測(cè)器芯片是熱像儀的核心，但價(jià)格高昂，動(dòng)輒數(shù)百萬(wàn)美元。為此巨哥電子投入大量科研精力，自主開(kāi)發(fā)紅外探測(cè)器芯片和熱像儀系統(tǒng)，結(jié)合工業(yè)與民用市場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景特征，適當(dāng)降低芯片配置和分辨率，縮減成本，為物聯(lián)網(wǎng)和消費(fèi)類(lèi)的海量應(yīng)用提供了可能。
伴隨技術(shù)進(jìn)步和價(jià)格調(diào)整，早期軍用夜視儀價(jià)格10萬(wàn)美元量級(jí)，現(xiàn)如今大規(guī)模應(yīng)用的紅外探測(cè)器幾千塊錢(qián)就可以，其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也日漸廣泛，尤其是搭載無(wú)人機(jī)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光相機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的感知功能。
目前巨哥電子科技推出了無(wú)人機(jī)載熱成像儀XM系列產(chǎn)品，體積小巧，重量?jī)H有150g，擁有30萬(wàn)像素高清分辨率，搭載無(wú)人機(jī)可以進(jìn)行電力巡檢?！袄绺邏壕€上有一個(gè)接口發(fā)生老化，其他設(shè)備很難檢測(cè)，通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載熱成像儀，無(wú)人機(jī)飛上去做電力巡檢，就可以發(fā)現(xiàn)潛在故障?！鄙蜚織捙e例說(shuō)道。
在建筑檢測(cè)領(lǐng)域，紅外熱成像技術(shù)也可以用來(lái)檢測(cè)建筑安全隱患。例如高層建筑墻體脫落問(wèn)題普遍存在，由于墻體空鼓、缺陷、漏水地方的溫度與正常的部位有所區(qū)別，通過(guò)熱成像儀拍攝的圖片，可以判斷瓷磚是否牢固。同理橋梁開(kāi)裂、公路裂紋、瀝青攤鋪等問(wèn)題也都可以利用該技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
醫(yī)療健康領(lǐng)域也是紅外熱成像技術(shù)新的應(yīng)用市場(chǎng)，有趣的是此前有獸醫(yī)利用紅外熱成像儀遠(yuǎn)距離觀測(cè)動(dòng)物的活動(dòng)，由于炎癥產(chǎn)生會(huì)使得身體局部升溫，無(wú)論是大象的關(guān)節(jié)炎，還是浣熊的狂犬病，都可以通過(guò)紅外熱成像儀進(jìn)行診斷。
據(jù)沈憧棐介紹，在南京青奧會(huì)、APEC會(huì)議等大型集會(huì)活動(dòng)中，巨哥電子科技的產(chǎn)品被用于埃博拉病毒發(fā)熱人群的篩查?！坝邪┌Y細(xì)胞作用的器官溫度會(huì)普遍高2℃，這是通過(guò)一般檢測(cè)很難察覺(jué)的溫度變化，但很多人走過(guò)，通過(guò)熱成像儀一眼就能看出誰(shuí)的溫度比較高。”沈憧棐告訴記者。
此外，巨哥電子還是消費(fèi)類(lèi)熱像儀應(yīng)用的積極開(kāi)拓者，本屆上交會(huì)上將同時(shí)展出紅外熱成像夜視儀MAGNITYS3。據(jù)稱，該產(chǎn)品已成為戶外運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的必備用品。
未來(lái)，沈憧棐認(rèn)為智能手機(jī)和智能家居或?qū)⒊蔀榧t外熱成像儀的爆發(fā)市場(chǎng)。此前FLIR和Bullitt聯(lián)合推出全球第一款紅外熱成像智能手機(jī)，該機(jī)最大的特點(diǎn)就是搭載了紅外攝像頭熱成像功能，從而能夠?qū)崿F(xiàn)利用手機(jī)偵測(cè)外界物體溫度。而在智能家居領(lǐng)域，利用紅外熱成像儀可以監(jiān)測(cè)夜間室內(nèi)溫度分布和人員行走狀況，適時(shí)做出溫度調(diào)整。
不過(guò)市場(chǎng)的普及仍需時(shí)日，價(jià)格依舊是最大的困擾因素。“目前智能手機(jī)安裝紅外攝像頭價(jià)格將增加2000~3000元，普通老百姓還很難接受，市場(chǎng)很難拓展，但一旦價(jià)格下來(lái)，紅外熱成像技術(shù)將面臨爆炸性的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。”沈憧棐表示。
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