红外成像行业基础知识
一、红外成像简介
（1）红外线的概念
红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，波长在0.76至1,000微米之间。
它是自然界中存在最为广泛的辐射，所有温度高于绝对零度（-273℃）的物质都不断地辐射红外线，红外线能量的大小与物体表面的温度和材料特性直接相关，温度越高，红外线能量就越大。 （2）红外热像仪简介
红外热像仪是用来探测目标物体的红外辐射，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的产品。 第一步是利用对红外辐射敏感的红外探测器把红外辐射转变为微弱电信号，信号的大小可以反映出红外辐射的强弱； 第二步是利用后续电路将微弱的电信号进行放大和处理，从而清晰地采集到目标物体温度分布情况； 第三步是通过图像处理软件对上述放大后的电信号进行处理，得到电子视频信号，在屏幕上显示出来，得到可见图像。
（3）红外热像仪的核心部件
红外热像仪的核心部件是用来探测、识别和感知红外辐射的红外探测器，探测器水平直接决定了最终形成的可见图像的清晰度和灵敏度。
红外探测器的设计、生产及研发涉及到材料、集成电路设计、制冷和封装等多个学科，技术难度很大。目前全球仅有美国、法国、以列、中国等少数国家能够掌握非制冷红外探测器核心技术。
目前市场上大部分红外探测器都是焦平面阵列，其特点是由M×N个热敏单元（即像元）排成阵列，用来接收红外辐射。电磁屏蔽导电胶
每个热敏单元从结构上主要由CMOS读出电路及MEMS传感器两部分组成，上层的MEMS传感器通常使用氧化钒或多晶硅等热敏材料制成，用于吸收红外辐射能量并将温度变化转换成电阻的变化，CMOS读出电路将微小的电阻变化以电信号的方式输出。
CMOS读出电路和MEMS传感器为多层结构，精密复杂，其设计和生产过程难度很高，是红外探测器的核心步骤。
封装也是制作探测器的重要步骤。目前行业内封装技术可以分为金属、陶瓷及晶圆级封装三类。其中晶圆级封装难度最大，但集成度更高，提高了批量生产的效率并能将封装成本从千元量级将至百元。
1）红外MEMS芯片分离式行车记录仪处于整个红外成像产业链的最上游，是红外热成像系统的核心元件，能够将光信号转变为微弱的电信号。机芯由红外探测器及图像处理电路组成，图像处理电路对探测器输出的微弱电信号进行电信号处理以及数字化采样，在图像处理后，最终将目标物体温度分布图转化为视频图像。机芯与光学系统、电池、外壳等结构件整合形成整机。
2）非制冷红外探测器，由红外MEMS芯片封装之后形成，其原理是将红外光学系统采集的红外光信号集聚到探测器中的红外MEMS水写布芯片上，通过IC汽车防尘套和MEMS系统，将红外光信号转换为微弱电信号输出。
3）机芯，由探测器及带有公司自主算法的图像处理电路组成，原理是将探测器输出的微弱电信号进行处理以及数字化采样，通过算法对数字化后的信号进行图像处理，最终将目标物体温度分布图转化为视频图像。
4）整机，由红外光学系统、机芯、智能处理电路、电池、外壳、显示屏等组成的完整系统。智能处理电路对机芯输出的图像以及温度信息进行高级数据分析，结合各种实际应用特点展现智能分析结果，以满足最终用户需求。
二、市场应用
红外探测仪的目标市场分为军用及民用两部分。
1.军用市场
军用红外产品从上世纪70-80年代起开始逐步应用于海陆空战场上，经过多年的技术迭代及产品换代，目前在美国、法国等发达国家军队的普及率较高，市场趋于稳定。
2.民用市场
应用领域 | 主要用途 |
安防监控 | 广泛应用于商场、社区、银行、仓库等安全敏感区域的视频安全监控，尤其是夜间防范。 |
钢管自动切割机辅助驾驶 | 安装于车、船等交通工具上，通过显示红外热像，为驾驶员提供前方路况的辅助观测信息，进而规避雾霾、烟尘、暴雨等道路交通安全隐患。车载热成像仪未来将是非常巨大的民用市场。 |
消防及警用 | 在地震、火灾、交通事故、飞机事故、海难等各种事故中用于搜索救援，警务人员可在夜间或隐蔽的条件下实施搜索、观察或追踪等。 |
电力监测 | 用于观测机械及电气设备的运作状态，将设备故障以温度图像的形式表现出来，可以在设备高温损毁前到危险源，提前进行检修，从而提高设备生产能力、降低维修成本、缩短停工检修时间。 | 电热画
医疗检疫 | 通过观测受病体或病变组织的温度差异情况，在体中区分病体进行检查，在2003年的SARS疫情及之后的禽流感、甲型H1N1流感疫情防治中，红外热成像仪的应用对及时发现病体、避免疫情蔓延起到了至关重要的作用。 |
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