应急消防科普｜救援装备之红外热成像仪的应用

作者: 谢娜来源: 欧尼卡光学（武汉）有限公司查看联系方式查看评论 2024/2/19 9:54:31

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一、红外热成像仪基础知识

1.工作原理

自然界中一切温度高于零度（－273℃）的物体每时每刻都会向外辐热量，这种辐射热就是通过红外线的电磁波形式向外辐射，这种红外线辐射能够表征物体的特征信息，例如温度高低，红外热成像仪就是利用这一特性，红外热成像仪通过光电红外探测器将物体发热部位辐射的功率信号转换成电信号，再通过成像装置一一将转换的电信号经过处理转换成图像信号传导至屏幕上，就得到与物体便面热分布相对应的热成像图，就是我们所看到的红外热图像。

红外热成像的成像原理决定了红外热成像的的缺点和不足，掌握该原理能够帮助消防员理解仪器缺陷。

2.热成像的结构及模式应用

消防红外热成像仪有五个组件组成：光学系统、红外探测器、放大器、信号处理器、显示器。为了便于消防应用，一般消防热成像仪具有防爆、耐热、防水、防摔、轻便等特点。

为了更好的适应消防救援的应用，目前很热成像仪有多种成像模式，目的就是为了更好的在不同应用环境下的使用，以欧尼卡光学新推出的4G图传侦察观测系统RE350LRF为例。

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RE350LRF 激光测距型4G图传高清热成像侦查系统是一款适合于在环境复杂的大范围场景下快速搜寻/侦查，并实现远距离高清识别目标的一款便携式观察系统。集高清夜视摄像机，热成像仪，激光测距、4G图传、GPS北斗定位、电子罗盘功能于一体，利用热像仪强大的远距离探测能力、夜间成像能力以及隐蔽观察的特性，在室外侦察、快速搜索、单兵夜视等应用中搜索目标，结合高清夜视摄像机可清晰识别昼夜目标，并能将前端采集视频与位置信息实时传输到移动监测设备端。

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电脑观测终端可通过多个RE350LRF热成像采集端传回的各个角度不同观看模式下实时传回的全方位的画面信息，指挥中心能及时地远综合调度管理。

Onick RE350LRF激光测距型双目热像仪是一款配备新型高灵敏度非制冷红外焦平面探测器、成像电路、优化光学系统的仪器。内置激光测距模块，支持激光测距。支持5种红外观测模式，良好的红外成像效果、体积小巧轻便、功耗低、操控简洁、外型结构轻巧便携和良好的握持手感。同时强化了防水设计，达到IP67 的防护等级。

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Onick RE350LRF可用于手持或固定观察、进行夜间侦察、取证及搜索目标、且具备拍照/录像取证功能，可长时间记录视频图像。产品使用单个内置可充电电池，连续工作时间可达8小时。Onick RE350LRF 带有GPS北斗定位、电子罗盘功能，WIFI传输功能。

隐蔽搜寻快速识别：在树木或花丛等非封闭性遮挡物后的恐怖分子，普通夜视仪不能很快发现目标，热像仪可以根据热量辐射的快速发现目标，大致可以判断目标是否带有武器，再利用高清摄像机识别目标，及时调整执行方案，观察过正中可以录像保存证据；

大范围搜索快速识别：在相对空旷的戈壁或沙漠地区，红外热像仪可以穿透雾霾等恶劣环境，快速发现热源，寻找藏身的人员，识别罪犯；

Onick RE350LRF热成像可录像拍照，可记录和还原现场、可应用于巡逻、、搜救、缉毒缉私、犯人追捕等场景。适用于、武警、等特勤，实现对特定区域或目标进行全天候的有效观察，快速发现、甄别和跟踪关注目标；也适用于消防、电力及石油等行业，实现对特定区域或设备的昼夜监测。

二、红外热成像仪的救援场景运用

红外热成像仪器在消防救援应用中主要有以下方面：

1.火情侦察使用

侦察主要判断燃烧产生热量的生源点和蔓延途径，以此判断火场先起火的房间、着火点的具体位置、火灾发展和蔓延的方向等，以此判断火灾发展的阶段和火场进攻的路径，火情侦察一般使用评估模式。

1.1判断先起火的房间

民房火灾发生后，受建筑分隔的影响，燃烧会暂时局限在先起火的房间里。随着燃烧的不断进行，火势门窗向其他房间蔓延，由于先起火的房间燃烧时间长，燃烧充分，室内温度高。所以，利用红外热成像仪在建筑物外部实时成像，可以大致确定先着火房间。

1.2判断火灾蔓延方向

一般而言，火灾烟气的蔓延方向就是火势蔓延的方向，由于火灾烟气具有高温高热的特性，通过热成像仪实时成像的特点观察火灾烟气的流动方向可大致判断火势蔓延的方向，并大致判断火场内部压力分布及烟气驱动形式，预防消防员在烟气流动路径中作战。

1.3判断起火点

火场中起火点的判断非常重要。一般起火点位置的室内墙壁和顶棚处为整个建筑内部温度的高处，可以以此判断出着火点的大概位置。

2.火场内部灭火救援使用

红外成像仪能够在浓烟或低能见度的环境中为消防员提供清晰的视野，更方便的观察火场内部的环境，在火场内部主要有搜寻被困人员、寻找隐秘火点、辅助射流冷却、寻找逃生出口等。

2.1.搜救被困人员

红外光可以穿透热烟雾，火灾现场被困人员与周围环境存在的温度差，通过利用这一特点。红外热成像仪显示不同的温度分布图，可使消防人员在浓烟情况下，清晰地发现被困人员，为营救赢得宝贵时间。研究数据表明，在同等热烟状况下的室内火灾现场，使用红外热像仪进行搜救的时间，比未使用红外热像仪进行搜救的时间可减少80%。

2.2寻找隐秘火点

在建筑火灾因为建筑存在许多镂空的空隙，例如天花吊顶、保温墙壁空腔、电梯线缆竖井内位置当发生火灾时往往火点不易被发现，存在隐秘燃烧和阴燃的情况，不注意时可能发生复燃，此时可利用火灾、巡检模式快速定位隐秘火点，打击火点。

2.3辅助射流

红外热成像能够清晰的看清建筑室内的热能分布，根据热成像的视野可以识别高温物体、积蓄的高温烟气、燃烧的火源等，以此将有限的灭火剂打在需要降温的地方，提高灭火救援的效率，降低火场内部的水渍损失。

3.非火灾救援应用

3.1交通事故救援应用

在车辆事故救援中尤其在黑夜中利用白热模式，可寻觅隐藏的泄漏物质，例如燃料、危化品等；确定现场的范围和大小，包括设计的车辆数量及其在夜间下或下雪、大雾等能见度低情况下的人员、车辆位置，另外也可在能见度低的情况下确定救援人员位置，做好现场安全管控。

3.2户外搜救

由于热成像仪可以检测人体产生的热量，使搜索者能够使用热成像仪透过障碍物更快的寻早到被困人员，搜救模式能够扩大在户外人体温度与周围温度的差异对比，因此户外搜索要选择搜救模式。

3.3电量荷载监测

电线在高荷载的情况下会发热，电力部门工作人员常常利用检查模式检测电线或者电器设备的荷载发热情况，及时安全的管控风险。

3.4确定泄漏位置

液化类或者高压类气体在气化或者泄漏时都是吸热，导致泄漏点位置温度急剧下降，低温的气体会冷凝周围空气中的水蒸气，导致像有大雾发生一样，造成周围视线模糊，另外这种情况下消防员一般穿着重型防护装备，减轻了听觉、视觉的观察能力，此时红外热成像仪器就可以透过气雾将周围温度差显示在屏幕中，所以可以利用红外热像仪快速寻找到阀门损坏、管道破裂或其他相关设备破损造成的隐蔽性泄漏的具体部位。

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