谈红外热成像仪在消防安全工作中的现实意义

张伟

（福建省消防总队南平市消防支队，福建南平353000）

[摘要]近些年,随着社会经济建设的迅猛发展带来了

其二，物体的热辐射能量的大小,直接和物体的表面的湿度相热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无接触关。

节约能源、保护环温度测量和热状态分析,从而为工业生产、

境、消防减灾等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。

（三）红外检测技术原理

红外线是一种电磁波，它的波长范围为0.76～1000μm，不任何温度高于绝对零度（-273.15℃）的物体，都会为肉眼所见。

不断地发射红外辐射。根据斯蒂芬—玻尔兹曼定律，温度为T的物体，单位面积所发射的辐射功率是

）P＝εσT4（1其中：

—单位面积辐射功率（W）；—物体表面发射率；P——ε———斯蒂芬—玻尔兹曼常数，其数值为5.673×10-8W/σ——

（m2K4）；—物体表面温度（K）。T——

从上式可知，物体的表面温度越高，单位面积的辐射功率按上式就可就越大。当已知物体的表面温度和它的发射率时，

计算出物体的辐射功率。反之，如果测定了物体所发射的辐射功率，就可以利用上式确定物体表面的温度。

城市建筑集中、生产集中、人口集中和财富集中，科学技术的发新工艺、新技术、新材料的发展，其中潜展更是带来了新产品、

藏着的火灾、危险隐患并不被人们当时所能认知，一旦发生火复杂又艰难。灾，其后果严重，城市消防安全任务越来越繁重、然而采用红外热成像技术和产品，可以在一定程度上快速有效危险隐患消灭在最初状态。地发现这些隐火，把火灾、

[关键词]消防安全；红外热成像；火灾

随着光电信息、微电子、网络通信、数字视频、多媒体技术及传感技术的发展，安防监控技术已由传统的模拟走向高度集智能化、网络化。随着市场需求的增加，现代高新成的数字化、

技术几乎在安防监控系统中都有应用或即将应用。现代传感技术中发展迅速的红外热成像技术在消防安全防范、援救系统中开始得到了推广应用。

红外热像仪是通过非接触探测红外热量，并将其转换生成热图像和温度值，进而显示在显示器上，并可以对温度值进红外热像仪能够将探测到的热量精确行计算的一种检测设备。

量化，能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。

一、红外热成像的概念及技术特点

（一）什么是红外热成像

红外线,有称红外辐射,是指波长为0.78~1000微米的电磁波。其中波长为0.78~2.0微米的部分称为近红外,波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。

照相机成像得到照片,电视摄像机成像得到电视图象,都是可见光成像。自然界中,一切物体都可以辐射红外线,因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间红外差可以得到不同的红外图像,热红外线形成的图像称为热图。

目标的热图像和目标的可见光图像不同,它不是人眼所能看到的目标可见光图像,而是目标表面温度分布图像,换一句话说,红外热成像使人眼不能直接看到目标的表面温度分布,变成人眼可以看到的代表目标表面温度分为湿度分布的热图像。

（二）红外热成像技术的特点

我们周围的物体只有当它们的温度高达1000℃以上时,才能够发出可见光。相比之下我们周围所有温度在绝对零度(-273℃)以上的物体,都会不停地发出热红外线。热红外线(或称热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射。热辐射除存在的普遍性之外,还有另外两个重要的特性。其一，大气、烟云等吸收可见光和近红外线,但是对3~5微米和8~14微米的热红外线却是透明的。因此,这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口,可以使人们在完全无光的夜晚,或是在烟云密布的战场,清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点,热红外成像技术在军事、消防等方面发挥了非常重要的作用。

二、红外热成像技术及产品在消防安全领域的

应用

（一）防火监控

由于红外热成像仪是反映物体表面温度而成像的设备，因此除了夜间可以作为现场监控使用外，还可以作为有效防火报警设备，在大面积的森林中，火灾往往是由不明显的隐火引发这是毁灭性火灾的根源，用现有的普通方法，很难发现这种的。

隐性火灾苗头。而应用红外热成像仪可以快速有效地发现这些隐火，并且可以准确判定火灾的地点和范围，透过烟雾发现着火点，做到早知道早预防，早扑灭。

（二）夜间及恶劣气候条件下目标的监控

可见光器材在夜晚不能正常工作，而红外热成像仪是被动接受目标自身的红外热辐射，无论白天黑夜均可以正常工作，并且也不会暴露自己。同样在雨、雾等恶劣气候条件下，由于可见光的波长短，克服障碍的能力差，因而观测效果差，但红外线的波长较长，特别是工作在8～14μm的热成像仪，穿透雨、雾的能力较高，因此仍可以正常观测目标。

因此在夜间以及恶劣气候条件，采用红外热成像监控设备可以对各种目标，如人员、车辆等进行监控。

三、消防队员自身的安全

在传统的火灾搜救过程中，当火灾现场布满浓烟，可见度极低时，消防员是靠触摸、感觉和倾听，在浓烟中盲目前进，尝试着挽救生命。没有热像仪的消防队员在浓烟中小心地行走和搜寻、躲避障碍物、寻找门和空间上占用了太多的时间，而这一延误大大减少了等待救援的人的获救机会。

[下转封三]

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的复兴、法学学科的形成和法律的创新作出了巨大的贡献。

大学是法学研究的中心和基地，以波伦那大学为中心兴起了注释法学派和评注法学派，以布尔日大学为中心形成人文主义法学派，而荷兰法学派的发展也以莱顿大学为中心。

大学法律教育和研究中，拥有高度的大学自治和学术自由。

学术自由的主体不仅是教师、学者还包括学生，没有学术自由，人的发展会受到；没有学术自由，人与人的交流会受到。大学的成就需要学术自由，社会和科学的创造力依赖于学术自治，而当代中国法制的健全和法学的繁荣亦需要学术的自由。

[参考文献]

[1]贺国庆：《欧洲中世纪大学起源探微》，河北大学学报(哲学社会2007年第6期第32卷(总第138期)。科学版)，

[2]张斌贤，孙益：《西欧中世纪大学的》，北京师范大学学报(社会科学版)2004年第4期(总第184期)。

[3]『意』扎卡尼：《中世纪意大利的大学生活》，『日』儿玉善仁译，66页，东京，平凡社，1990。

（19-），女，江苏人，厦门大学法学院法学系2008级[作者简介]梁锦本科生。

四、学术自由的重要性

大学之所以为大学，大学之所以在西方法学的崛起中起到重要的作用，在于学术自由。

人们通常认为中世纪大学拥有相当程度的自治，却很少有学术自由，并认为“大学自治毕竟还不是学术自由，充其量只是。但是，在法学的研一种集体的自由，并未落实为学者的自由”究上学者还是有相当的自由，不然也不会出现众多的法学流派。虽然波伦那大学是“学生型”大学，但是“法学教授的地位是非常崇高的”。“关于教师的收入，初期主要依赖于学生的学费。13世纪以后，还有一些奖励性的年俸”“教授享有知识的自由，即传授他所认为真理的自由。大学的自由度很高，在法律、医学、语法和数学领域，只要人们愿意，一般来说就可以自由地教学与争论，当时也没有现代意义的社会问题，只有谈轮到哲学和神学的时候，自由才受到”。由此可以看出，在当时的

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红外热成像装置是被动接受目标自身的热辐射，人体和车辆的温度及红外辐射一般都远大于草木的温度及红外辐射，因此不易伪装，也不容易产生错误判断。在复杂的灾害环境中，红外线具有非常强的浓烟穿透能力，消防队员可以清晰地发现所有可能存在的危险。很快发现火源、需援救的人员和财物等。同时，由于在危险的环境中停留的时间减少，还可以有效地保护消防队员自身的安全。

的整个燃烧过程消耗了许多氧气，使火势减少了，此时回流的危险产生了。门缝下的气体的喷发和吸入是回流产生的主要原因。打开门后，炽热的气体流出房间，但马上我们可以看到它们流向充分燃烧的火焰的强大的气流也可与氧气一起流出房间。

成为回流的预告。当火场长时间缺少氧气，房间里集中了许多危险的未燃烧的气体。通过红外热像仪，我们可以发现他们。再火势自行一次非常清楚地指示了可能发生的回流。门打开后，增大。闪燃取代了爆发性的回流，为了控制了火势，我们可以45度向屋顶喷水，以便冷却正在燃烧的炽热气体。消防队员可以充分利用红外热像仪对热敏感的这一独特功能，来有效地保护自己，提高灭火抢险效率。

四、隐蔽目标的识别

红外热像仪可用于发现用肉眼无法看见的热点和外逸的气体，这些都是隐藏的危险，而且对于消防人员来说是非常危险的，如：贸然在着火的房间内，猛一打开门，就很可能发生闪燃，火焰爆裂，危及消防队员自身。借助热像仪，可以很容易地发现闪燃和回流，因此它是火场中人身安全保障的重要工具。开门前，我们可以应用红外热像仪观察逃逸出的蒸汽，若流速较慢，则说明它的威力并不是太大，房间里的压力也不是很大，温度大约是100-200摄氏度之间。若温度上升到200摄氏度后，压力会由于房间里的聚合物开始燃烧而上升，因此我们可对甲苯酚以看到外逸的包含着酚类聚合物的气体，例如苯酚、和二氧化硫。有时温度会上升到400摄氏度，有越来越多的气体外逸，压力也不断增大，蒸汽流速加快。此时打开门，可以看到火势越来越大，这是因为新鲜的氧气通过打开的门被吸入到房间里。在大约500摄氏度时，其他烃（碳化氢）类的化合物产生，并接近闪燃。接近600摄氏度时，第一道火焰冲出房间，这是闪燃的第一个迹象。过了一会儿，闪燃结束了，火焰爆裂开来，并进入下一个房间，整个循环结束了。在此，门被打开后，氧气被吸入温度很快从250摄氏度升到500摄氏度，因此产生了闪燃。如果没有报警功能的热像仪，消防人员可能会认为这样一个房间是安全的。闪燃发生后，房间里的压力非常大，所以我们可以看到房间里的气体被逼出，甚至穿过门缝。由于闪燃后

五、节省费用

红外热成像产品检查速度快，不像传统的方法那样花费大设备、物资等的排查和清理。其次红外量人力去进行灾害现场、

热成像产品检查在进行时，对于各类设备不要求停电，而只是在找出隐患后，在进行修理时才要求短时间停电。并且为修理个别隐患的停电只是局部性的，停电时间很有限，甚至可能安用红外热成像产品检查代替传排在计划停电时间内进行修理。

统消防安全检查工作，可以节约费用5%—8%，并可有效防止火灾的发生。

六、结语

随着社会的进步，红外热成像应用技术及产品将在我国消防安全工作中进一步推广应用，无疑会在保护国家和人民生命财产的安全、防火消灾等方面发挥更大的作用，其突出且重要的现实意义更不容忽视。

[作者简介]张伟（1984—），男，湖北随州人，福建省南平市消防支队，

助理工程师。