- 什么是紅外熱成像
- 紅外熱成像的特點
- 紅外熱成像儀器的發(fā)展
- 紅外熱像儀在消防中的作用
- 紅外熱成像儀在安全防范中的應(yīng)用
人類的發(fā)展可分為三個階段，第一個階段是人類通過制造工具，擴展體力活動的能力；第二個階段通過提高判斷能力，尋求更清晰和更廣泛的理解與判斷事物的標準；而人類近年來致力的增強獲得輸入信息的能力，擴大感覺范圍或增添新的感官，使我們的大腦能接受更多的信息，正是人類發(fā)展的第三階段。在這個階段中，紅外技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)把人類的感官由五種增加到六種。
在海灣戰(zhàn)爭中，高科技武器展示了先進技術(shù)的廣闊平臺，成為世界科技發(fā)展的風向計，也成為世界各國競相研究和開發(fā)的方向和重點。這些高科技技術(shù)也因此成為新的產(chǎn)業(yè)和投資熱點，創(chuàng)造了億萬的財富和無法預(yù)計的社會效益。
在這些新科技中，以衛(wèi)星定位（GPS）和紅外熱成像（TIS）兩項技術(shù)。
衛(wèi)星定位系統(tǒng)（又稱GPS）已經(jīng)非常廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)，成為從軍事到民用都有寬廣發(fā)展前途的行業(yè)，其應(yīng)用的發(fā)展速度，遠遠超過人們的預(yù)想，例如：在在廣泛使用的汽車防盜定位系統(tǒng)等。
紅外熱成像技術(shù)，也是一個有非常廣闊前途的高科技技術(shù)，其大量的應(yīng)用將會引起許多行業(yè)變革性的改變。
一、什么是紅外熱成像？
光線是大家熟悉的。光線是什么？光線就是可見光，是人眼能夠感受的電磁波。可見光的波長為：0.38—0.78微米。比0.38微米短的電磁波和比0.78微米長的電磁波，人眼都無法感受。比0.38微米短的電磁波位于可見光光譜紫色以外，稱為紫外線，比0.78微米長的電磁波位于可見光光譜紅色以外，稱為紅外線。紅外線，又稱紅外輻射，是指波長為0.78~1000微米的電磁波。其中波長為0.78~2.0微米的部分稱為近紅外，波長為2.0~1000微米的部分稱為熱紅外線。
照相機成像得到照片，電視攝像機成像得到電視圖像，都是可見光成像。自然界中，一切物體都可以輻射紅外線，因此利用探測儀測定目標的本身和背景之間的紅外線差并可以得到不同的紅外圖像，熱紅外線形成的圖像稱為熱圖。
目標的熱圖像和目標的可見光圖像不同，它不是人眼所能看到的目標可見光圖像，而是目標表面溫度分布圖像，換一句話說，紅外熱成像使人眼不能直接看到目標的表面溫度分布，變成人眼可以看到的代表目標表面溫度分布的熱圖像。
二、紅外熱成像的特點是什么？
有位著名的美國紅外學者指出：“人類的發(fā)展可分為三個階段。第一個階段是人類通過制造工具，擴展體力活動的能力，第二階段通過提高判斷能力，尋求更清晰和更廣泛的理解與判斷事物的標準，而人類近年來致力的增強獲得輸入信息的能力，擴大感覺范圍或增添新的感官，使我們的大腦能接受更多的信息，正是人類發(fā)展的第三階段。在這個階段中，紅外技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)把人類的感官由五種增加到六種”。這一席話，我認為恰如其分的道出了紅外成像技術(shù)在當代的重要性。因為，我們周圍的物體只有當它們的溫度高達1000℃以上時，才能夠發(fā)出可見光。相比之下，我們周圍所有溫度在絕對零度（-273℃）以上的物體，都會不停地發(fā)出熱紅外線。例如，我們可以計算出，一個正常的人所發(fā)出的熱紅外線能量，大約為100瓦。所以，熱紅外線（或稱熱輻射）是自然界中存在最為廣泛的輻射。熱輻射除存在的普遍性之外，還有另外兩個重要的特性。
1．大氣、煙云等吸收可見光和近紅外線，但是對3~5微米和8~14微米的熱紅外線卻是透明的。因此，這兩個波段被稱為熱紅外線的“大氣窗口”。利用這兩個窗口，可以使人們在完全無光的夜晚，或是在煙云密布的戰(zhàn)場，清晰地觀察到前方的情況。正是由于這個特點，熱紅外成像技術(shù)軍事上提供了先進的夜視裝備并為飛機、艦艇和坦克裝上了全天候前視系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在海灣戰(zhàn)爭中發(fā)揮了非常重要的作用。
2．物體的熱輻射能量的大小，直接和物體表面的溫度相關(guān)。熱輻射的這個特點使人們可以利用它來對物體進行無接觸溫度測量和熱狀態(tài)分析，從而為工業(yè)生產(chǎn)，節(jié)約能源，保護環(huán)境等等方面提供了一個重要的檢測手段和診斷工具。
[page]
三、紅外熱成像儀器
根據(jù)物體能夠發(fā)射紅外線的特點，各國競相開發(fā)出各種紅外熱成像儀器。
美國德克薩斯儀器公司（TI）在1964年首次研制成功第一代的熱紅外成像裝置，叫紅外前視系統(tǒng)(FLIR)，這類裝置利用光學元件運動機械，對目標的熱輻射進行圖像分解掃描，然后應(yīng)用光電探測器進行光——電轉(zhuǎn)換，最后形成視頻圖像信號，并在熒屏上顯示，紅外前視系統(tǒng)至今仍是軍用飛機、艦船和坦克上的重要裝置。
六十年代中期瑞典AGA公司和瑞典國家電力局，在紅外前視裝置的基礎(chǔ)上，開發(fā)了具有溫度測量功能的熱紅外成像裝置。這種第二代紅外成像裝置，通常稱為熱像儀。
七十年代法國湯姆蓀公司研制出，不需致冷的紅外熱電視產(chǎn)品。
九十年代出現(xiàn)致冷型和非致冷型的焦平面紅外熱成像產(chǎn)品，這是一種最新一代的紅外電視產(chǎn)品，可以進行大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，把紅外熱成像的應(yīng)用提高到一個新的階段。
七十年代中國有關(guān)單位已經(jīng)開始對紅外熱成像技術(shù)進行研究，到八十年代初，中國在長波紅外元件的研制和生產(chǎn)技術(shù)上有了一定進展。到了八十年代末和九十年代初，中國已經(jīng)研制成功了實時紅外成像樣機，其靈敏度、溫度分辨率都達到很高的水平。
進入九十年代，中國在紅外成像設(shè)備上使用低噪音寬頻帶前置放大器，微型致冷器等關(guān)鍵技術(shù)方面有了發(fā)展，并且從實驗走向應(yīng)用，主要用途用于部隊，例如便攜式野戰(zhàn)熱像儀，反坦克飛彈、防空雷達以及坦克、軍艦火炮等。
中國在紅外熱成像技術(shù)方面，已經(jīng)投入了大量人力物力，形成了相當規(guī)模的研發(fā)力量，但是總的來講，與世界先進水平差距很大，與西方相比，約差10年以上。
目前國外已經(jīng)開始在部隊裝備第二代紅外熱成像儀，并開始了第三代的研發(fā)工作，但中國現(xiàn)在才推廣第一代紅外成像儀。
在國際上，美國、法國、以色列是這方面的先行者，其它國家包括俄羅斯均處下游水平。
近幾年來，在黨的政策方針指引下，中國的紅外成像技術(shù)得到突飛猛進的發(fā)展，與西方的差距正在逐步縮小，有些設(shè)備的先進性也可同西方同步，相信中國和西方的差距會進一步縮小，尤其在新技術(shù)的應(yīng)用方面更可以獨樹一幟。
紅外熱成像產(chǎn)品，可以分為致冷型的非致冷型兩大類。紅外電視產(chǎn)品和非致冷焦平面熱成像儀是非致冷型產(chǎn)品，其他為致冷型紅外熱成像儀。
目前，最先進的紅外熱成像儀，其溫度靈敏的可達0.05攝氏度。無論白天、黑夜均可用于持紅外儀來探測叢林中的敵人，其距離可達百米之遙，作為邊防緝私，更可以追蹤海上走私的大飛，其距離可達數(shù)公里。
通過熱像儀不僅可實時對目標進行觀測，更可以通過其行蹤軌跡的“熱痕跡”進行動態(tài)分析，因為一般物體的熱發(fā)散有一定的時間性，有些物體的熱發(fā)散需要很大時間。例如部隊點燃的炊煙，曾經(jīng)發(fā)動過的車輛等都可以留下“熱痕跡”。
第一代熱像儀主要由帶有掃描裝置的光學儀器和電子放大線路、顯示器等部件組成，已經(jīng)成功裝備部隊，并在夜間的地面觀察、空中偵察、水面保險等作出重要的貢獻。
第二代熱成像儀主要采用焦平面陣列技術(shù)，集成數(shù)萬個乃至數(shù)十萬個信號放大器，將芯片置于光學系統(tǒng)的焦平面上，取得目標的全景圖像，無需光——機掃描系統(tǒng)，大大提高了靈敏度和熱分辨率，可以進一步提高目標的探測距離和識別能力。
第三代熱成像儀也正在研發(fā)中。
四、紅外熱像儀在消防中的作用
在大面積的森林中，火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。這是毀滅性火災(zāi)的根源，用現(xiàn)有的普通方法，很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。
然而用飛機巡邏，采用紅外熱成像儀，則可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火，把火災(zāi)消滅在最初。
加拿大林業(yè)學院早在1975年就開始進行森林防火試驗，從飛機上檢查尚未起燃地潛在火源，加拿大森林研究中心利用直升飛機采用AGA750便攜式熱成像儀，在一個火災(zāi)季節(jié)中發(fā)現(xiàn)15次隱火。
谷物糧倉往往會發(fā)生自燃現(xiàn)象，這種自燃現(xiàn)象往往時間長、來勢猛、損失大。目前一般采用溫度計測量其糧倉地溫度變化加以防范。采用熱像儀可以準確判定這些火災(zāi)的地點和范圍，做到早知道早預(yù)防，早撲滅。采用熱像儀方便簡單，速度快，撲滅及時。
紅外熱像儀還可以用來探測電氣設(shè)備的不良接觸，以及過熱的機械部件，以免引起嚴重短路和火災(zāi)。
1980年至1983年四年中，我國利用自制的熱像儀對華北電力網(wǎng)內(nèi)的20座發(fā)電廠、8座變電站和24條高壓線的10000多個插頭進行了過熱檢查，發(fā)現(xiàn)不正常發(fā)熱點500多處，嚴重過熱為100處，由于及時處理，未發(fā)生火災(zāi)事故。
在國外，美國保險公司的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在所有電氣設(shè)備隱患中的25%以上是引發(fā)火災(zāi)的主要原因，都是由于插頭接觸不良引發(fā)的，所以美國國家防火協(xié)會的《電氣維修手冊70B》規(guī)定，在任何電氣插頭按照規(guī)定的力距被緊固之后，只要這個力矩值不變化，以后就不應(yīng)當再進行緊固。所以制造良好，安裝正常的電氣插頭，根本不需要定期緊固，只有發(fā)現(xiàn)其功能異常和其過熱才要去處理。
對于所有可以直接看見的設(shè)備，紅外熱成像產(chǎn)品都能夠確定所有連接點的熱隱患。對于那些由于屏蔽而無法直接看到的部分，則可以根據(jù)其熱量傳導(dǎo)到外面的部件上的情況，來發(fā)現(xiàn)其熱隱患，這種情況對傳統(tǒng)的方法來說，除了解體檢查和清潔接頭外，是沒有其它的辦法。斷路器、導(dǎo)體、母線及其它部件的運行測試，紅外熱成像產(chǎn)品是無法取代。然而紅外熱成像產(chǎn)品可以很容易地探測到回路過載或三相負載的不平衡。
[page]
美國MAI公司對許多已經(jīng)進行過一般電氣預(yù)防性設(shè)備做紅外熱成像產(chǎn)品檢查，發(fā)現(xiàn)其中不少已接受過維修的設(shè)備仍然存在電氣故障。例如一個重要電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠家，這個公司對其電氣設(shè)備每兩年進行一次停電維修。在這停電運行期間，進行設(shè)備清掃，對所有連接點緊固和斷路器的跳閘試驗。并對高、低壓開關(guān)裝置安裝進行測試。在傳統(tǒng)維修之后進行的紅外熱成像產(chǎn)品檢查，仍然確定了一些隱患。在不同設(shè)備上發(fā)現(xiàn)的嚴重隱患有19個，一般隱患有179個。這些嚴重隱患是指被測設(shè)備的表面溫度超過NEMA或UL的最大設(shè)計溫度。
大多數(shù)隱患是在電動機控制設(shè)備上發(fā)現(xiàn)的，另外也在開關(guān)裝置和動力盤上發(fā)現(xiàn)一些隱患。又例如一個聯(lián)邦政府辦公用建筑物內(nèi)一個主要電動機控制中心發(fā)生火災(zāi)之后，每六個月對設(shè)備進行一次預(yù)防性維修。在這次火災(zāi)之后進行過兩次維修，又進行一次紅外熱成像產(chǎn)品檢查，其結(jié)果是：嚴重隱患預(yù)防維修之前為3個，而預(yù)防維修之后還是3個。所以紅外熱成像產(chǎn)品檢查的必要性是顯而易見的。
此外，使用紅外熱成像產(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法的清掃和緊固可以節(jié)省大量費用。這種節(jié)約有兩個原因：首先是紅外熱成像產(chǎn)品檢查進行的十分快，而不像傳統(tǒng)的方法那樣花費大量人力去進行設(shè)備的清掃和緊固。另外紅外熱成像產(chǎn)品檢查在進行時，不要求設(shè)備停電，而只是在找出隱患后，在進行修理時才要求短時間停電。并且為修理個別隱患的停電只是局部性的，停電時間很有限，甚至可能安排在計劃停電時間內(nèi)進行修理。下面是幾個例子。
1），美國的一個《資產(chǎn)管理公司》推行一個包括所有電動機控制設(shè)備、照明、動力盤和開關(guān)裝置的完整維修項目（不包括斷路器跳閘試驗）。其收費標準根據(jù)工作量而定，一個典型的辦公大樓（250,000平方英尺，10層）平均維修費用為6,500美元。同樣的大樓進行紅外熱成像產(chǎn)品檢查，只要一天便可以完成對所有電動機控制，配電盤和開關(guān)裝置的檢查（并包括各種機械設(shè)備），其紅外熱成像產(chǎn)品檢查服務(wù)費大約為600美元到800美元。因此，紅外熱成像產(chǎn)品的費用僅是傳統(tǒng)方法費用的1/10。
2），一個《電子設(shè)備制造廠》在簽定紅外熱成像產(chǎn)品檢查合同之前，是采用4天停電，由3個組5個電工進行傳統(tǒng)維修，工人每天工作為12小時，以便清潔和緊固所有開關(guān)裝置、電動機控制設(shè)備和動力盤中的連接點。這些工作的人工費用為30,000美元。對于同樣設(shè)備的紅外熱成像產(chǎn)品檢查也進行了4天，并在2個工廠工人協(xié)助下完成，其費用只有3,000美元。
3），一個大型《辦公/旅館/售貨商業(yè)綜合樓》每三年進行一次高、低開關(guān)裝置的傳統(tǒng)維修，在維修期間花在清潔和緊固工作上的費用至少有20,000美元。而對同樣設(shè)備進行紅外熱成像產(chǎn)品檢查則只用12小時，花費僅2,000美元，發(fā)現(xiàn)了12隱患，其中兩個為能引發(fā)火災(zāi)的嚴重隱患。
4），通過紅外熱成像產(chǎn)品檢查和分析，一家《美國小型工廠》每年將耗費由160個減少到40個工時。如按25美元/小時的費用（包括加班）計算每年節(jié)省120小時，也就是可以節(jié)省3000美元。
根據(jù)美國的上述經(jīng)驗，用紅外熱成像產(chǎn)品檢查代替?zhèn)鹘y(tǒng)維修中的定期清掃和緊固工作，可以節(jié)約費用50%—90%，并可有效防止火災(zāi)的發(fā)生。例如在1985年7～8月期間，華盛頓郵報根據(jù)幾乎每天都發(fā)生的許多電氣設(shè)備停電事故，在頭版上描述了這些事故造成的火災(zāi)、人身傷亡、財產(chǎn)破壞和在生產(chǎn)、稅收方面的損失。例如其中當?shù)匾患衣灭^的一次設(shè)備停電事故，就造成了六百五十萬美元的損失。為了避免上述停電事故，許多商業(yè)和工業(yè)組織常常花費很多錢執(zhí)行預(yù)防性維修工作。不幸的是這些工作不但經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不了存在的隱患，而且還可能造成新的電氣隱患。所以電氣設(shè)備的紅外熱成像產(chǎn)品檢查，在很多方面可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的預(yù)防性維修工作。
美國《設(shè)備運行和生產(chǎn)控制技術(shù)》第375號公報指出：無論是新的或者舊的建筑物，都能從紅外熱成像產(chǎn)品檢查中受益。美國有近50個公司提供紅外熱成像產(chǎn)品檢查服務(wù)，為客戶的所有電氣設(shè)備、配電系統(tǒng)，包括高壓接觸器、熔斷器盤、主電源斷路器盤、接觸器、以及所有的配電線、電動機、變壓器等等，作紅外熱成像檢查，以保證客戶的所有運行的電氣設(shè)備不存在潛伏性的熱隱患，有效的防止火災(zāi)的發(fā)生。美國保險公司的統(tǒng)計數(shù)據(jù)也已經(jīng)表明，對所有電氣設(shè)備進行紅外熱成像產(chǎn)品檢查，可使不安全因素大大降低，并且節(jié)省大量保險費的支出。下面是一些需要進行紅外熱成像產(chǎn)品檢查的設(shè)施。
1），各種電氣裝置：可發(fā)現(xiàn)接頭松動或接觸不良，不平衡負荷，過載，過熱等隱患。這些隱患可能造成的潛在影響是產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。它們的平均修理費用為1萬到5萬美元；更換需要8萬—10萬美元，工期為幾個星期到幾個月。
2），變壓器：可以發(fā)現(xiàn)的隱患有接頭松動，套管過熱，接觸不良（抽頭變換器），過載，三相負載不平衡，冷卻管堵塞不暢。其影響為產(chǎn)生電弧、短路、燒毀、起火。重繞需要經(jīng)費1萬到5萬美元，更換為8萬—14萬美元，工期為幾個星期或幾個月。
3），電動機、發(fā)電機：可以發(fā)現(xiàn)的隱患是軸承溫度過高，不平衡負載，繞組短路或開路，碳刷、滑環(huán)和集流環(huán)發(fā)熱，過載過熱，冷卻管路堵塞。其影響為有毛病的軸承可以引起鐵芯或繞組圈的損壞，有毛病的碳刷，則可以損壞滑環(huán)和集流環(huán)，進而損壞繞組線圈。還可能引起驅(qū)動目標的損壞。電機重新繞組圈（5000馬力）需要5～10萬美元，更換需用10萬～20萬美元，工期幾個星期到幾個月。
4），電氣設(shè)備維修檢查，屋頂查漏，節(jié)能檢測，環(huán)保檢查，安全防盜，森林防火，無損探傷，質(zhì)量控制，醫(yī)療檢查等等也很有效益。
此外，就是在北京也有一個使用熱成像進行電氣設(shè)備收費檢查的事例：加拿大駐中國大使館新館使用前，曾于1992年9月委托香港一家公司，用美國生產(chǎn)的熱成像設(shè)備，對新館內(nèi)電氣設(shè)備進行一次防火及熱隱患全面檢查，并支付了4,000美元的熱像檢查服務(wù)費。實際上，不計算準備工作時間，真正用于檢查的時間只有一天。
同樣，紅外熱成像產(chǎn)品在火災(zāi)和爆炸事故調(diào)查中也十分有用。紅外熱像在火災(zāi)等事故的法律事務(wù)方面，特別是圍繞著與生命或財產(chǎn)損失有關(guān)的復(fù)雜技術(shù)問題上，已愈來愈重要。因為火災(zāi)和爆炸造成的損失，常常涉及熱隱患、熱傳播等情況，而這些情況都可以用紅外熱成像產(chǎn)品快速地觀察和記錄，所以紅外熱像是一種強有力的形象證據(jù)，能使非專業(yè)人員也一目了然，并對損失能做出公正的裁決和審判。以下是幾個火災(zāi)和爆炸事故調(diào)查中利用紅外熱像的實例。
美國的地方政府和保險公司常常要求分析人身和財產(chǎn)損失的原因。相應(yīng)的調(diào)查可能發(fā)現(xiàn)不了刑事犯罪行為，如兇殺或縱火。但調(diào)查能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障及損壞狀態(tài)，以及如何避免將來再發(fā)生這些問題。在已燃燒的建筑物上的熱圖像常常能使人們了解到如何產(chǎn)生火災(zāi)或爆炸的真實情況。并且從實驗上再現(xiàn)失火、爆炸或設(shè)備損壞過程，以補充對事件的理解。紅外熱成像提供了一種分析和再現(xiàn)由熱造成的事故的非常好的目測手段。實驗性的火災(zāi)、爆炸和設(shè)備損壞的紅外和視頻錄像，使人們能對其原因有更深入的理解。
在美國，每年爆炸事故引起數(shù)百萬美元的財產(chǎn)損失，偵破專家調(diào)查和分析這些事件，確定可能的原因時，常利用重現(xiàn)事件的方法去理解爆炸機理。如用紅外熱成像產(chǎn)品攝取一組照片，來顯示在一輛汽車中發(fā)生的爆炸，用以模擬恐怖主義分子或縱火犯造成的事故。這些紅外熱圖像中白色代表熱、黑色代表冷，用來人為的重現(xiàn)爆炸現(xiàn)象，分析事故，確定事故的類型和原因。下面有幾個實例。
1），一輛試驗用汽車中，在司機座位上放有一筒一加侖的汽油，在它的下面放置一磅炸藥，炸藥用電子儀器遙控引爆。紅外熱像錄像能記錄爆炸后大約0.04秒時試驗車輛的情況，顯示出從汽油中發(fā)出的火球，以及事故后發(fā)出的輻射范圍，和隨后爆炸的發(fā)展。這種只有應(yīng)用紅外熱成像才能獲得的熱分布圖顯示出爆炸時和爆炸后熱傳導(dǎo)范圍。由重放熱像錄像很容易辨認燃爆碎片的拋射軌跡，而重放可見光錄像常常查不到這些軌跡。在車輛外表上殘留的熱圖像能指出高溫分布區(qū)，它常常被作為查找事故源的線索。[page]
2），另一個類似試驗，是以廢棄的房屋為試驗?zāi)繕恕Ｔ谶@個試驗中，將0.25磅的C4炸藥放在一罐一加侖的汽油下。結(jié)果顯示了試驗房屋的最初狀態(tài)，最初的熱狀態(tài)和隨后發(fā)生的一系列情況，其中爆炸后3秒鐘的熱狀態(tài)，爆炸發(fā)出的殘余熱和它最初引起火源，及在幾分鐘后進一步擴大為火災(zāi)都可看到。
在美國分析失火原因和火源的程序與爆炸事故分析是類似的，熱圖像的識別能幫助人們確定失火原因，為起火點的詳細檢驗提供事故原因的信息。下面有幾個實例。
1），例如，紅外熱像錄像可以顯示在一輛汽車內(nèi)失火過程。丙酮和聚苯乙烯混合在一起，形成一個球型塑料團，它位于引擎室內(nèi)駕駛桿附近，并被引燃。紅外熱像錄像可以顯示出大約3分鐘后的火勢，在防護玻璃窗的局部發(fā)熱是明顯的。并可以顯示熱燃氣通過火墻進入乘員室，從窗戶發(fā)出的較高的輻射證實了這個狀況。此外紅外熱像錄像顯示從引擎室泄漏的揮發(fā)性氣體，顯示出揮發(fā)性液體泄漏和燃燒的過程。此外通過紅外熱像錄像還可顯示火區(qū)火焰正在熄滅。用熱圖像能清晰地描述了失火過程的各個階段，它正被用在火災(zāi)調(diào)查人員的訓練中。
2），在一座廢棄的房屋中進行失火試驗的紅外熱像錄像，能顯示一個消防員正在放置引燃液體混合物和搖晃一個柜中存放的氯化物粉末，以及隨后火勢的發(fā)展，建筑物內(nèi)自上而下形成的熱氣流，從這些紅外熱像錄像可以看出，從柜中著火點傳導(dǎo)熱的速度是非常的快。
3），由于機械或電器設(shè)備制造問題引起的火災(zāi)和爆炸是調(diào)查人員經(jīng)常關(guān)心的問題。例如在一座房屋中，因加熱器故障引起火災(zāi)，里面一個人因煙霧致死。當對一個落地式加熱器檢查時，只要它與引起火災(zāi)的那個加熱器完全一樣，取得這種加熱器工作時的熱圖像，便可以看到熱圖像上的熱試驗點（hottest）在高溫限制開關(guān)附近，判斷出故障是由銅線引起的，這種故障足以點燃加熱器內(nèi)部的碎片和粉末，以及保護高限開關(guān)的底盒。在熱圖像上看到的高溫亮點超過了電線絕緣的溫度額定值。電線在這種環(huán)境中，絕緣老化必然導(dǎo)致短路，引起失火，熱圖像不僅提供了定量的溫度值，而且也對故障產(chǎn)生的方式提供了明顯而直觀的描述。
4），一個已過熱的皮帶牽引輪，這個皮帶牽引輪力圖驅(qū)動一個已閉鎖的壓縮機。從這個試驗中解答的問題是，三角皮帶和皮帶牽引輪之間產(chǎn)生多高溫度可以點燃這個設(shè)備附近的可燃性氣體。具有燃點溫度為6000F的可燃性氣體被點燃，附近的一個壓縮機發(fā)生爆炸，造成一個石油加工廠嚴重損壞和人員傷亡。使用捍紅外熱像在輪外緣測量溫度，將獲得的信息作為有限元熱傳導(dǎo)分析的邊界條件，計算結(jié)果表明，風機皮帶牽引輪和皮帶之間的溫度超過8000F。這個溫度是以點燃可燃性氣體，這些可燃性氣體是由于疏忽從工廠的石油加工廠設(shè)備中泄漏出來的。
5），火災(zāi)發(fā)生后，美國調(diào)查人員從目擊者、消防部門、警察和現(xiàn)場搜集證據(jù)。在機械或電氣設(shè)備可能引起失火的情況中，從過去能量核算或設(shè)備分析得到的紅外熱像資料可能是很有用的。例如一個具有過熱馬達和風機皮帶牽引輪的空氣傳送裝置（airhander）的熱圖像。從皮帶和皮帶牽引輪發(fā)出的熱很快穿過該設(shè)備外邊的金屬外殼，以后如果懷疑這個空氣傳送裝置可能引起火災(zāi)，這個設(shè)備幾乎損壞的紅外熱圖像可以是闡述失火原因觀點的重要基礎(chǔ)。
五、紅外熱成像儀在安全防范中的應(yīng)用
紅外熱成像儀因其有的特點功能，已廣泛應(yīng)用于安全防范系統(tǒng)中，成為安全監(jiān)控系統(tǒng)中的明星。
紅外熱成像儀具有隱蔽式探測功能，它不需要可見光，可以使犯罪份子不知其工作地點和存在，因而產(chǎn)生錯誤判斷，導(dǎo)致犯罪行為被揭。
在一些非常重要的單位，例如：重要的行政中心、銀行的金庫、機要室、軍事要地、監(jiān)獄等地，特別使用于這種紅外熱成像儀，它可以24小時處于運行狀態(tài)，并隨時對背景資料進行分析，一旦發(fā)生變化，可以及時發(fā)出警報，并可以通過智能設(shè)備的處理，自動對有關(guān)情況進行處理，并隨時將情況上報，取得進一步的處理意見。
對于這些特殊重要部門，其防范的靈敏度大大高于其他防范系統(tǒng)，例如在這些單位下了班，只要有人在里面隱藏，系統(tǒng)就會發(fā)生報警信號。
正如大家所知，邊界防衛(wèi)是一件非常困難的事情。我國邊境線甚長，海洋也遼闊，由于野外環(huán)境的惡劣，許多系統(tǒng)都不可能很好地擔當起防范作用，特別在下雨、下雪、大霧、大風地日子，邊界巡邏也是很苦地任務(wù)。如果采用人員巡邏，利用望遠鏡進行觀察，往往由于可見光波長短，因而觀查效果甚差，造成漏查、誤查和失查的現(xiàn)象。
紅外熱成像儀可以探測到波長較短的紅外線，因而可以遠距離進行觀察，特別適用于風雨天氣。據(jù)香港《東方日報》報道：香港警方在某一邊境地區(qū)放置了五套紅外熱成像儀，在試用過程中，成功地破獲了多起非法入境者案件，效率大大高于原來用人工巡查。因而香港警方計劃，今年再購進新的系統(tǒng)，以加強防止非法移民案件。
在海岸邊，用紅外熱成像儀，可以迅速地跟蹤來往地船只。現(xiàn)在海邊走私，常常利用“大飛”來進行，這些“大飛”無燈光，馬力大，機動性強，往往容易擺脫我方緝私人員和邊防人員地追蹤，有了紅外熱成像儀，可以遠距離跟蹤這些“大飛”，就是在雷達地死角，這個系統(tǒng)也可正常運行，特別在黑夜和惡劣的天氣下，均可充分發(fā)揮其良好的特點。
同樣的道理，紅外熱成像儀，可以應(yīng)用在生活小區(qū)的周界防范，重要地區(qū)的周界防范，可以達到一般監(jiān)視系統(tǒng)不易達到的效果，眾所周知，小區(qū)的防范主要嚴防罪犯進入，一般的監(jiān)視系統(tǒng)，安裝時容易產(chǎn)生死角，不利于全面控制監(jiān)控面。再一點就是容易受干擾，比如小動物入侵等。安裝紅外熱成像儀，可以克服以上二種缺點，減少誤報。
在我國，隨著城市交通的擴大，各種高速公路和鐵路的延伸，這些系統(tǒng)的正常運作也成為極大的問題，尤其在夜間的安全巡查，更是成為問題，如今裝有紅外熱成像儀的飛機，可以順利完成這些任務(wù)，它可以發(fā)現(xiàn)阻塞的車輛，故障的汽車，以及需要鎖定的目標，在國外，許多單位已經(jīng)實際采用這些系統(tǒng)進行巡查。
