红外热像仪的应用领域及市场空间分析

杨兴杰 2024年8月9日来源：中研网 1043 66 繁体

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红外热像仪是一种通过探测目标物体的红外辐射，然后经过光电转换、电信号处理及数字图像处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的光电成像系统。

1.红外线及红外成像的概念

光在本质上属于电磁波，根据波长不同可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等类型。受人眼自然构造形成的视觉性能限制，人类只能对波长在0.76-0.38微米波谱段的辐射进行感知，无法通过直接观察的方式获取红外线成像信息。

图表：太阳光总辐射及不同波长的类型

光电成像技术是通过光学系统和光电图像传感器，将自然界的模拟图像信息转化为可进行机器处理的数字图像信息，并对图像进行处理和分析的技术。以光电转换技术、光电子理论和半导体物理等为基础，采用光电成像器件完成成像过程的改善人类视见能力的技术统称为光电成像技术。红外成像是光电成像的重要子类，红外线是指波长0.76微米至1毫米范围的电磁波，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，因此红外成像具有广泛的应用价值。

（1）红外热像仪的概念

红外热像仪是一种通过探测目标物体的红外辐射，然后经过光电转换、电信号处理及数字图像处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的光电成像系统。

红外热像仪主要由镜头、红外探测器、硬件电路及其内置的图像处理软件及算法构成，其中探测器、硬件电路和图像处理软件结合即为机芯。红外热像仪的基本工作原理为：首先，红外镜头过滤可见光并允许通过红外线，将工作波段内的辐射收集起来并聚焦到探测器上，完成光信号的收集；然后，探测器将镜头组件采集的红外辐射转变为微弱电信号，该信号的大小可以反映出红外辐射的强弱，机芯中搭载的硬件电路会将探测器转化输出的微弱电信号进行放大、降噪，从而清晰地采集到目标物体温度分布情况；最后，由软件对上述放大和降噪后的电信号进行处理、优化、增强，并得到电子视频信号，输出至显示器中即可得到人眼可见图像。

（2）红外热像仪的类别

从不同角度出发，红外热像仪有多种分类标准。按照红外热像仪所用探测器工作温度的不同，可以分为制冷型和非制冷型两类。

图表：红外热像仪的类别

2.红外成像的应用领域

（1）军用领域红外热像仪能在完全黑暗的环境下探测到物体，且不受烟雾、粉尘等因素影响，可以全天候使用。同时，红外热像仪是通过被动的方式探测物体发出的红外辐射，相较于其他带光源的主动成像系统更具有隐蔽性，因此红外成像技术在军事领域具有很高的应用价值，可以在侦查、监视、制导等军用领域进行广泛应用。

图表：红外热像仪在军用领域的代表性应用场景

制冷型红外产品具有灵敏度高、响应速度快、探测距离远等优势，但由于价格相对昂贵，主要被用于周界安全、海岸监视、机载、舰载、弹载、星载应用等对性能要求较高的高端军用领域。非制冷型红外产品的性能相对弱于制冷型红外产品，但其具有体积小、功耗低且价格较低的特点，因此主要用于轻武器瞄具、单兵装备等对性价比和便携性要求较高的领域。

（2）民用领域

近年来，随着红外热成像技术的不断发展，红外产品的成本整体呈下降趋势，特别是价格相对较低的非制冷型红外成像产品在众多民用领域得到了广泛应用。红外热成像技术已成为自动控制、在线监测、非接触测量、设备故障诊断、资源勘查、遥感测量、环境污染监测分析、人体医学影像检查等重要方法。

图表：红外热像仪在民用领域的主要应用场景

3、红外成像的市场空间

（1）军用市场空间

在军用领域，因各国保持高度的军事敏感性，限制或禁止向国外出口军用级产品，所以率先发展红外热成像技术的发达国家军队普及率较高。目前，国际军用红外产品市场主要被以美国、法国为代表的发达国家企业主导。根据MaxtechInternational分析，2023年全球军用红外热成像市场规模约为107.95亿美元；2020年-2023年复合增长率约为4.04%。

2014-2023年全球军用红外热成像市场规模及预测（亿美元）

数据来源：MaxtechInternational

与发达国家相比，目前我国军队中红外热像仪的应用比例相对较少，但随着我国国防现代化进程的不断推进，红外热像仪在我国军事领域的应用处于快速提升阶段，包括单兵、坦克装甲车辆、舰船、军机和红外制导武器在内的红外装备市场均快速发展，市场需求量巨大，但是受军工行业信息安全和保密措施限制，公开渠道无法获取我国军用红外市场数据。

（2）民用市场空间

随着红外热像技术的发展，民用红外热像仪成本呈下降趋势，在工业测温、教育科研、消防与安防监控、石油化工、医疗检测、辅助驾驶以及物联网等领域的应用不断增加，全球民用红外热像行业将迎来市场需求的快速增长期。根据MaxtechInternational分析，2023年全球民用红外热成像市场规模约为74.65亿美元，2020年-2023年复合增长率约为10.05%。

2014-2023年全球民用红外热成像市场规模及预测（亿美元）