安防應用中的紅外技術探討
安防應用中的紅外技術探討
目前的紅外技術基本上也分為兩大類，一類是被動紅外，另一類是主動紅外。被動紅外它實際上本身不發(fā)出任何信號，它被動感應周圍物體的差異，所以在夜間、霧里面，只要物體有溫度都能夠區(qū)別開來。運用被動紅外技術生產的安防產品最具代表性的就是紅外熱像儀和被動式紅外探測器。而主動紅外，就是機器主動發(fā)出一個紅外光，人眼看不到紅外光，但是攝像機它可以感應到這種光線。目前，主動紅外技術在安防中的應用較為普遍，像普通的紅外夜視攝像機、主動式紅外入侵探測器。特別是紅外夜視攝像機統(tǒng)一采用LED燈來做紅外夜視，價格低廉，極大的推動了紅外夜視攝像機的普及和發(fā)展。
紅外夜視攝像機
隨著平安城市的逐漸深入，對安全的要求越來越嚴格，越來越多的場所需要24小時持續(xù)監(jiān)控。紅外線在夜間監(jiān)視的應用更加突出，不僅金庫、油庫、軍械庫、文物部門、監(jiān)獄等重要部門采用，而且也在一般監(jiān)控系統(tǒng)中也被廣泛采用，甚至是居民小區(qū)監(jiān)控工程也應用了紅外夜視攝像機，從而帶動了紅外夜視攝像市場持續(xù)升溫。
為了適應夜間或類似場景應用，紅外夜視攝像機得到廣泛的認可。它綜合了攝像、紅外等多種技術，其配置的組件有攝像機、鏡頭、紅外燈，這三者在整個紅外夜視攝像機中肩負著不同的職責。它實現夜視的基本原理是利用裝備光藕CCD的普通攝像機感受紅外光源的光譜特性(即可以感受可見光，也可以感受紅外光)，以附加的LED紅外燈作為“照明源”在夜晚或微光環(huán)境下成像。紅外燈的功率和角度，攝像機光藕CCD的配置，日夜切換濾光片的選擇，以及是否有良好的供電散熱處理是判斷紅外夜視攝像機性能指標的重要參數。
據了解，相比紅外熱像儀，紅外夜視攝像機的技術門檻不高，目前大部分國內市場被國內品牌占據，外國品牌只占據了一部分高端市場。紅外夜視攝像機由于價格、功能的絕對優(yōu)勢，目前，紅外夜視攝像機的銷售已經趕超了傳統(tǒng)槍機，成為我國眾多民營安防企業(yè)的出口主力。這種攝像機加裝LED紅外燈模組的方式，正在席卷整個安防視頻監(jiān)控行業(yè)，成為實現全天候監(jiān)控的根本所在。
但是，由于紅外夜視攝像機都是用LED來實現紅外夜視，所以受制于LED的發(fā)展。而LED也存在著一些不足：比方說如果要實現紅外照射的遠距離就需要比較多LED顆粒，這樣既能耗大又使得攝像機體積過大，不利于隱蔽監(jiān)控。另外，LED燈的壽命短，使用一段時間后就會越來越不清晰，從而影響畫面質量。
所以，提高LED燈的性能，降低能耗，提升照射距離和圖像質量，將是紅外夜視攝像機今后發(fā)展和創(chuàng)新的所在。價格已不成問題，只要產品性能能夠進一步提高，相信，紅外夜視攝像機將會越來越“紅”。
紅外熱像儀
作為被動紅外技術的典范產品，紅外熱成像技術是應用紅外技術，將物體的熱輻射能量接收，并通過溫度場的形式用圖像的形式顯示出來。準確地說，在安防領域應用的技術，我們應該稱為被動紅外熱成像技術，或簡稱紅外熱成像技術。中國科學院上海技術物理研究所研究員周起勃告訴記者，紅外熱成像的基本原理是紅外光學鏡頭將遠處目標發(fā)出的紅外輻射會聚在高靈敏的紅外探測器上，探測器將紅外輻射轉換成電信號，通過信號處理后，在顯示屏上轉換成人眼可見的圖像。
紅外熱像儀既不依靠夜天光，也無須主動攜帶紅外光源，而是靠接收目標自身的紅外輻射(一切物體，只要其溫度高于絕對零度，就會有紅外輻射)來工作的，自然界中一切溫度高于絕對零度(-273.16攝氏度)的物體都不斷地輻射著紅外線，這種現象稱為熱輻射。
紅外熱成像技術在安防中的現階段應用主要是體現在在線監(jiān)控型紅外熱像儀、警用觀察型紅外望遠鏡、檢驗檢疫體溫監(jiān)控紅外熱像儀以及消防救援用紅外熱像儀等。監(jiān)控型紅外熱像儀主要特性是可以全天候日夜監(jiān)控需要觀察的目標，觀察距離遠等特點;警用觀察型紅外望遠鏡適用于觀察者在黑暗中尋找目標，清晰洞察周圍環(huán)境，并能很好地隱藏自己;檢驗檢疫用紅外熱像儀能快速發(fā)現人群中體溫異常者，大面積準確、快速測溫;消防救援用紅外熱像儀透煙霧、雨能力強，能在火場中迅速發(fā)現被困人員，并能幫助搜救人員安全逃離現場。
在國外，紅外熱像儀已廣泛應用于安防中。而在國內，現階段發(fā)展也非常迅速。由于紅外熱像儀具有隱蔽式探測功能，因為沒有光的需要，所以省去了制造可見光的費用，入侵者甚至無法知道他們正在被監(jiān)視。而且可以穿透煙、霧、雨水、煙云等惡劣情況持續(xù)工作，可視距離達數公里，非常適合邊境巡邏、暴力防御、夜間偵察、工業(yè)安防、設備安防、碼頭港口安防、商業(yè)安防等領域。據美國著名高科技行業(yè)咨詢公司MaxtechInternational的預測，到2012年，全球民用紅外熱像儀的市場需求將達到38.12億美元。由于國內經濟高速發(fā)展，中國紅外熱像儀市場的年均增長率可以達到20%，預計2011年中國民用紅外熱像儀市場的需求量可以達到9.95億元。
但是由于紅外熱像儀價格還比較昂貴，和普通的主動式紅外攝像機還沒有競爭優(yōu)勢。紅外熱像儀的市場應用不容樂觀，主要應用在軍事、國防、公安等專業(yè)領域，在民用市場中使用卻寥寥無幾。不過，相信隨著紅外熱成像技術的不斷普及，價格也將趨向民用市場定位，到那時，紅外熱像儀必然能普遍地出現在各種大小的監(jiān)控場合。
主動式紅外入侵探測器
主動紅外探測器的發(fā)射機發(fā)出一束經調制的紅外光束，被紅外接收機接收，從而形成一條紅外光束組成的警戒線。當被探測目標侵入該警戒線時，紅外光束被部分或全部遮擋，此時接收機接收的信號就會發(fā)生變化，它經放大與信號處理后，即控制發(fā)出報警信號。
主動入侵探測方面紅外技術的產品有：傳統(tǒng)型主動紅外入侵探測器、頻率區(qū)分型主動紅外入侵探測器、紅外幕墻等，其中分別應用到模擬的脈沖調制、多頻點的脈沖調制、脈沖調制基礎上的編碼調制。
應用方面的主要區(qū)別：產品防范高度不同，前兩種主動紅外入侵探測器單體產品防范面低(約30厘米)，單方向防范，防范方向明確;紅外幕墻單體產品防范面可以達到2米或更高，可以實現雙方向防范，防范方向隱蔽。
由于紅外線屬于環(huán)境因素不相干性良好(對于環(huán)境中的聲響、雷電、振動、各類人工光源及電磁干擾源，具有良好的不相干性)的探測介質;同時也是目標因素相干性好的產品(只有阻斷紅外射束的目標，才會觸發(fā)報警)，所以主動式紅外入侵探測器將會得到進一步的推廣和應用。
被動式紅外探測器
在電子防盜探測器領域，被動紅外探測器的應用非常廣泛，因其價格低廉、技術性能穩(wěn)定而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。被動紅外探測器是靠探測人體發(fā)射的紅外線來進行工作的。探測器收集外界的紅外輻射進而聚集到紅外傳感器上。紅外傳感器通常采用熱釋電元件，這種元件在接收了紅外輻射溫度發(fā)出變化時就會向外釋放電荷，檢測處理后產生報警。一旦入侵人進入探測區(qū)域內，人體紅外輻射通過部分鏡而聚焦，從而被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經信號處理而報警。
被動紅外深測器最大的優(yōu)點是本身不發(fā)任何類型輻射，器件功耗很小，隱蔽性較好，而且價格低廉，方便普及。但它也存在著一些不足，比如它容易受各種熱源、陽光源干擾;穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探測器接收;環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，從而引發(fā)誤報或漏報。
被動式紅外探測器作為紅外技術在電子防盜探測器領域應用最多的一種產品，已經成為人們生活中不可或缺的一部分，但其不容忽視的誤報或漏報現象層出不窮，如何改進將成為被動式紅外探測器一直追尋的方向。
結束語
紅外技術作為一種成熟的技術，在各行各業(yè)都得到應用，然而它與安防產品結下的這段不解之緣，成就了最具代表性的四類安防產品，為安防監(jiān)控實現清晰的夜視圖像和探測報警的全方位保護譜寫了一曲“火紅”篇章。
