红外技术的发展现状及发展趋势

WORD格式红外技术的发显现状与发展趋向第一部分成外技术的发展及主要应用领域红外技术的发展1800年，英国天文学家F.W.赫歇耳利用水银温度计来研究太阳光的能量散布发现了红外辐射，从那时起，人们就致力于研究各样红外探测器以便更好地研究和探测红外辐射。在红外探测器发展中，以下事件拥有重要意义：上世纪70年月，热成像系统和电荷耦合器件被成功地应用。上世纪末以焦面阵列（FPA）为代表的红外器件被成功地应用。红外技术的核心是红外探测器。红外探测器单元红外探测器：如InSb（锑化铟）、HgCdTe（碲镉汞）、非本征硅，以及热电等探测器。线列：以60元、120元、180元和256元等，可以拼接到1024元甚至更多元。4N系列扫描型焦平面阵列：如211所的研制生产的4x288。凝望型焦平面阵列(IRFPA)：致冷型256x256、320x240、384x288，更大规模的如640x512，1024×1024和1280×720元阵列也已有了；非致冷型160×120、320x240已广泛应用于各个行业中，384x288、640x480也已开始应用。红外探测器按其特点可分为四代：第一代（1970s－80s）：主假如以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像；第二代（1990s－2000s）：是以4x288为代表的扫描型焦平面；第三代：凝望型焦平面；第四代：当前正在发展的以大面阵、高分辨率、多波段、智能灵便型为主要特点的系统芯片，拥有高性能数字信号办理功能，甚至具备单片多波段探测与鉴识能力。当前非制冷焦平面探测器的主流技术为热敏电阻式微辐射热计，依据使用的热敏电阻资料的不一样样可以分为氧化钒探测器和非晶硅探测器两种。非制冷焦平面阵列探测器的发展，其性能可以知足部分的军事用途和几乎全部的民用领域，真确实现了小型化、廉价钱和高靠谱性，成为红外探测成像领域中极具前程和市场潜力的发展方向。氧化钒技术由美国的Honeywell公司在九十年月初研发成功，当前其专利受权BAE、L-3/IR、FLIR-INDIGO、DRS、以及日本NEC、以色列SCD等几家公司生产。非晶硅技术主要由法国的CEA/LETI/LIR实验室在九十年月末研发成功，当前主要由法国的SOFRADIR和ULIS公司生产。当前生界上只有美国、法国、日本、以色列四个国家拥有非制冷焦平面探测器家产化生产的能力，其核心技术仅有美国和法国两个国家掌握，日本和以色列则由美国获得技术赞成，在其国内生产和有限制地使用。对我国的出口则设置了更多严格的限制，如大家碰到的帧频限制。专业资料整理WORD格式我国已经张开了从单元、线列到红外焦平面的探测器研究工作。产品已覆盖1μm-3μm、3m-5μm和8μm-14μm三个大气窗：光子探测器有光导、光伏、量子阱等构造；热探测器有热敏电阻，温差电偶与电堆、热电等种类。多种焦平面阵列已走出实验室，开始获得实质应用。跟着红外探测器从第一代主假如以单元、多元器件进行光机串/并扫描成像到当前第四代的飞快发展，带动了有关技术和与此相应的红外应用技术的快速发展，红外资料、光学元件加工与镀膜、制冷器、前放、专用信号读出办理电路、图像办理、系统设计、系统检测、仿真与试验技术等，已经形成了比较圆满的研究生产系统。红外技术的主要应用领域红外技术初期只限制于军事领域的应用，陪伴着冷战的结束，红外技术开始大规模地走入民用领域。跟着世界经济的快速发展、红外技术的快速进步和产品成本的不停降落，民用领域应用将拥有更为广阔的发展空间。军用领域红外技术可用于对远、中、近程军事目标的督查、告警、预警与追踪；红外成像的精准制导；武器平台的驾驶、导航；探测隐身武器系统；光电抗衡等。在美、英、法、德、日、以色列等发达国家的军队中，红外热像仪已配置在陆、空、海军等各个军种中，比方海湾战争中均匀每个美国士兵装备1.7具红外热像仪。与发达国家比较，当前我国军队中红外热像仪的应用相对较少，其市场需求量相当巨大。民用领域红外测温、红外成像已在工业、交通、电力、石化、农业、医学、遥感、安全监控与防备和科学研究等民用领域广泛应用，成为自动控制、在线监测、非接触丈量、设施故障诊疗、资源勘查、遥感丈量、环境污染监测分析、人体医学影像检查等重要方法。系统级产品种类和量产规模的不停扩大概使了红外器件成本的降低，这个发展趋向不单促使了这项技术在民用领域可以不停地看望更多的应用用途，同时又拉动了这项技术自己所牵引的基础行业的发展。民用领域的红外热像仪市场极有可能表现出迸发性增添，将来全世界民用暗藏需求市场高达上千亿美元。第二部分成外技术家产的主要领域方向按产品和技术种类可分为：红外传感器、红外成像器、红外资料、光学元件、制冷器、前放、专用信号读出办理电路、图像办理、系统设计、系统检测、仿真与试验等；按应用领域可分为：安防领域、消防领域、电力领域、公司制程控制领域、医疗领域、建筑领域、遥感领域等。专业资料整理WORD格式安防领域从2006年到现在，全世界视频监控市场年增添快度达到70%左右，估计到2010年，全世界视频监控市场规模将达到近60亿美元。中国视频监控市场，2006年规模达18亿元，估计2010年将达到近70亿元。跟着商业和民用安防监控实质需求的不停增添、部署监控系统性价比的不停提高，以及“国家应急体系”、“安全建设”、“科技强警”等重要工程项目在全国不停推动，我国视频监控市场将连续升温，其实不停创办出更多的市场需乞降机会。北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等国内大型活动的举办和世界社会安全局势的多变，对各样危险性的预防也提出了愈来愈高的要求，拥有全节气准全天候的红外督查显得更为突出。非制冷红外探测器的出现和市场价钱的可接收性，红外报警已从近红外主动照耀成像报警、点源红外探测报警快速向红外凝望焦平面成像发展。红外成像、红外/可见光交融的智能视频监控报警系统将获得快速发展，并将广泛运用到海边防、银行、机场、油库、军械库、图书文件库、文物部门、牢狱等重要部门，以及交通、工业、仓储、港口码头、物联网和丛林防火等行业市场。到2009年，全国约有300万个监控摄像头用于城市监控与报警系统。将来按三十分之一配置红外热像仪，市场规模即达10万只，均匀每台按5万元计算（当前售价约为10万元），市场需求总量达到亿元。红外安防已经开始成为安防领域的又一热点家产！消防领域消防领域是世界上发达国家红外热像仪最大的民用市场。据统计，当前全世界有大概500万消防人员，假如每辆消防车辆装备一台热像仪，市场总量将达到20万台。据我国公安部消防局装备处的统计资料，当前我国消防车保有量约为2.3万辆，依据公安部、国家发展和改革委员会、建设部校订的《城市消防站建设标准》要求，到2009年，每个消防站的消防车配置将由3.2辆增添到5辆，全国消防车总量因此将达到近3.6万辆。我国消防车中装备红外热像仪的还极少，假如每台消防车装备一台红外热像仪，均匀每台按10万元计算（当前售价约为15万元），全世界消防领域的市场需求总量达到200亿元，我国将达到36亿元。电力领域作为最成熟、最有效的电力在线检测手段，红外热像仪可以大大提高供电设施运转的靠谱性，大大降低了设施的检修时间。固然电力行业是当前我公民用红外热像仪应用最多的行业，但仅限于广东、浙江、江苏、山东等沿海经济发达地域，并且当前这些发达地域的拥有量也仅为需求量的20%。据统计，我国电力行业红外热像仪的总需求量约为2.5万台，以均匀每台售价6万元（当前售价约为10万元）计算，市场需求总数约为15亿元。专业资料整理WORD格式公司制程控制领域当前，我国制造业共有约130多万家公司，这些制造业假如利用红外热像仪做制程控制，则能大大提高企业的产质量量，如制造业中10%的大型公司装备红外热像仪，按每家公司装备一台红外热像仪来计算，则市场需求总量将达到13万台，以每台售价10万元计算，则市场需求额可达130亿元。医疗领域红外技术的医学应用主要包含人体温度检测、疾病临床诊疗、疾病治疗与保健三个领域。红外测温检测在非典、流感时期发挥了重要作用；医用红外热成像技术是对构造成像技术（B超、CT、核磁共振）是一个很好的增补，好多过去构造成像技术不可以表现或晚于机能表现的异样信息，却能经过红外热成像技术表达。据文件报导，在发现肿瘤方面，它比CT、核磁早6～12个月。它又是悲伤及软组织损害的独一可查仪器。当前，医用红外热成像技术正在生物信息、无创检测、亚健康评估、肿瘤展望、中医诊疗客观化、人体异样信息的无创监测（包含SARS疫情监测）等重要前沿领域获得广泛的应用。各样红外理疗仪已经渐渐进入了人们的家庭。我国医用红外热像仪的研制起步较晚，1991年才开始研制医用红外，因为技术和市场的原由，销售量向来较小，当前在使用的医用红外热像仪产品大概有200台，北京协和医院、军区总医院、309医院、304医院、721医院、电力总医院、北京医院等均有此类设施，据报导，当前全国各大医院均已成立了红外医疗中心，80%的中小型医院成立了红外医疗科室，国内医疗界对红外医疗设施的需求大大增添。建筑领域2006年11月1日，中国工程建设标准化协会赞成实行《红外热像法检测建筑外墙饰面层脱粘结缺点技术规程》，对红外热像仪在建筑行业的应用进行了规范。当前，我国建筑公司约为10万家，假如每家配备1台红外热像仪，则市场需求总量可达10万台，以均匀每台售价5万元计算，市场需求额可达50亿元。遥感领域红外遥感仪器获得地物目标的红外波段辐射数据，经过信号或信息办理可以获得地球环境的信息。在地球资源探查、气象预告、防灾减灾、抗灾搜救等方面拥有重要的应用价值和广阔的应用空间。有星载、机载、浮空器等众多遥感平台。第三部分国内外红外家产的现状与发展趋向军用领域：红外技术已广泛应用于陆、海、空各军兵种，此中红外成像精准制导是各国红外技术应用的主流方向之一。红外成像制导技术是由美国人从60年月初开始研创。有资料统计，在过去的20年里，世界范围内多专业资料整理WORD格式次的局部战争和有限军事矛盾中，被导弹击中的飞机中有90%是被红外制导导弹击落的,有85%的地面和海上目标是被有红外制导能力的武器系统所击中。红外制导技术的扩展应用领域相当宽广，大批装备的还有阵地型、机载型、舰载型和星载型制导火控系统和预告警系统。这些地面系统因为基本不受体积、重量、造型和时效性的严格限制，又有人工参加进行保护和参数的现场设置。在欧、美发达国家，非耗费性红外成像制导（指挥、预警和火控）系统的列装率较高，几乎军用（警用）舰船上、飞机上、战车上和重要的地面阵地都装备了大批的红外成像设施，并发挥了相当重要的作用。单兵武器更是一个广大的市场，当前全世界军队数目约为2000万人，假如10%的军队按每个士兵配备具红外热像仪，每具红外热像仪按2000美元（当前售价约为1万美元）计算，全世界单兵军用红外热像仪市场需求总量即可达40亿美元。依据国际光学学会（SPIE）估计，当前全世界军用红外热像仪的实质年需求最少为30亿美元。民用领域依据美国MaxtechInternational宣告的红外市场报告，2006年全世界民用红外热像仪的销售额为16.3亿美元，几年来，全世界民用红外热像仪市场需求年均增添率已超出了15%，估计2010年全世界民用红外热像仪市场供应将达到28亿美元。全世界民用红外热像仪市场的供应和需求趋向因为红外技术拥有很高的军用和民用价值，近来几年来外国主要厂家纷繁在核心器件及系统产品的家产化进度中加大投入和研发的力度。FLIR公司、L-3公司、FLUKE公司、SOFRADIR/ULIS公司、NEC公司是民用热像仪领域较强的竞争者。FLIR公司是民用领域竞争实力最强的红外热像仪公司，2006年，FILR公司获得了宝马汽车公司为其新款7系列轿车装备的红外热像仪订单，并获得了美国政府35万台的出口赞成申请，该公司的vo2非制冷红外成像器在国内市场据有很大份额。国内红外技术家产化现状与发展趋向军用领域：因为红外技术能比较全面地知足军事应用上的各样需求，因此红外技术也是现在国内竞相发展的要点技术之一。当前我国军队中红外热像仪应用的相对较少，依据我国政府宣告的《2006年中国的国防》白皮书，我国军队的人员数目为230万人，假如将来我军10%的队伍装备红外热像仪，则我国军用红外热像仪市场容量即可达到23万套，以每套5万元（当前大部份军用红外热像仪实质售价远超出10万元）来计算，其市场需求量可达115亿元。民用领域红外热像仪在我国应用于安防、消防、电力、建筑等行业领域当前还处于起步阶段，发展空间巨大，将来市场空间将超出军用需求。因为国内经济高速发展，中国红外热像仪市场的年均增添率将达到甚至超出20%，估计2011年中公民用专业资料整理WORD格式红外热像仪市场的需求量可以达到9.95亿元。若考虑到新的应用领域的开发，其实质的市场需求总量将可能超出这一展望。当前国内从事红外技术产品研制、生产和经营的单位约有400余家，初具规模的约有30余家。民用红红外热像仪的供应商有十来家，但大多数公司研发实力衰，品牌影响力小，好多公司其实是外国产品的代理商或许是系统集成商。国内从事红外资料、器件和系统的主要研制单位有：中电11所、兵器211所、8358所、中科院上海技术物理所、205所、航空612所、613所、船舶717所等。大立科技、武汉高德和广州飒特等已成为国内红外民品家产的主力军。因为各样原由，国营单位在民用市场的份额约为5%，大立科技、武汉高德和广州飒特三家的市场占有率已在60%以上。中国红外热像仪家产用10年的时间从外国行业当先的FLIR、FLUKE等厂商抢回了超出50%的市场份额，初步实现了入口代替的家产目标。当前国产红外热像仪的产品性能已经基本凑近入口产品，但因为品牌影响力等原由，价钱但是入口产品的一半。红外热像仪的核心零件主要靠入口，核心技术受制于人。国内公司的竞争力主要表现在整体技术、光学系统、后续电路、图像办理软件等方面。自然、人材、管理、市场也是竞争力的一部分。第四部分国内红外家产化存在的主要问题近几年来，中国的红外产品市场发展很快，但因为核心器件（如非致冷探测器）依靠入口，价钱、质量和保护等要素严重地限制了国内红外家产的发展和市场的广泛实行。远不可以适应国内日趋增添的市场需求，没法在国际市场中成立竞争优势。在红外技术家产中，与红外热成像技术和红外探测技术有关的产品占主导地位，而其余红外技术类的产品在整个家产格局中所占比重过小或发展迟缓，加之大家各自为战，缺乏顶层规划和行业拘束，简单致使恶性竞争。当前红外技术家产化的发展主要存在以下几个问题：1）技术创新能力和科研成就转变能力衰，缺乏资本支持；2）缺乏规范化的行业标准系统；3）家产规模小，产品成本高；4）市场牵引不足，应用领域有待进一步开辟；5）光学资料及有关数据基础单薄。1）技术创新能力和科研成就转变能力衰，缺乏资本支持红外探测器是红外技术的核心零件，当前我国对探测器的研制尚处于初级阶段，探测器的发展还赶不上系统产品的发展需求，特别是高端应用的红外探测器仍依靠入口。在红外技术领域、科研和生产分家是我国长久存在的一个问题，科研单位常常有很强的科技力量,但好多产品只逗留在样品、展品或小批量生产的水平上,看广告各样产品千姿百态,市场需求时却没法快速供应产品，大多数科研成就不可以快速地转变成生产力。2）缺乏规范化的行业标准系统当前，在红外光学镜头加工、红外成像器整机测试等专业领域没有一致的国家规范与行业标准，标准系统的不圆满致使了有关领域低水平的重复研究、重复设计比较广泛，新产品实行速度较慢。国家规范和行业专业资料整理WORD格式标正确实立可以促使家产一致、协调、高效率地发展，是红外技术在科研、生产和使用三者之间的桥梁。红外技术家产中的科技成就只有在归入相应标准后才可以快速得以实行和应用。3）家产规模小，产品成本高我国对红外技术方面的研究主要集中在部分科研院所和高等院校。这些研究单位主要进行探测器阵列及其工艺的研究，没法形成规模量产；而众多的经营红外产品的公司大多数只逗留在制作一些外面设施和开发一些软件的业务上，研发实力衰，品牌影响力小。渺小的家产规模不只直接致使了红外产品成本较高，增添了产品实行的难度，同时又限制了对红外技术有关基础研究的投入，形成恶性循环。4）市场牵引不足，应用领域有待进一步开辟红外技术家产的有关产品其实不可以圆满适应市场的需要，暗藏的市场需求尚待开发。红外技术应用最多的是军事、电力、消防等行业，只有将红外技术自己的特点联合应用行业的详细需求，才能在更为广阔的领域开发新的符合市场需求的产品，才能更好地服务于公民经济。如一美国公司的车载探测器，不过一项应用市场定位正确的产品就达到量产数十万台的家产规模，拉动了光学、电子、构造等数个行业。而在我国近似规模的应用产品种类还不多，所形成的市场牵引还很不够。（5）光学资料及有关数据基础单薄跟着国内红外系统的渐渐实行和应用，红外光学资料也发展很快，国内红外资料生产单位也渐渐增添，但其光学参数大多采纳外国数据，没有一套圆满正确的丈量仪器和标准，性能误差状况有待应用考据。一些资料拥有较大误差且欠坚固；给应用带来好多的不确定性。研制、生产工艺、丈量等基础单薄对红外系统产品的规模化发展有着必然的限制作用，是家产化发展过程中需要着力解决的问题。第五部发散展的思路与对策国内的红外家产化发展很快，浙江大立、昆明北方红外、武汉高德、广州飒特等一批按现代公司制度成立的新公司，有的已成功上市，这些公司的红外产品不只纷繁进入国内各样应用市场，并且已大批出口外国，这类市场发展趋向，必然对中国的红外技术和家产的发展起到踊跃的推动作用，必然激励和加快拥有圆满中国自主知识产权的红外技术产品的问世，也必然带来更广阔的红外产品应用市场。综合当前红外技术家产化进度在国际和国内发展的现状和趋向，国家应从宏观上对该行业加以支持和指引，使之步入良性的发展轨道，成立起政府、行业协会和公司间有效的协调系统，形成可以拉动公民经济增添的一个新的高技术领域。这就需要我们针对当前的客观状况，在以下几个方面拟定出台一系列的宏观举措来引领市场的发展。红外家产后续发展的思虑和对策提高红外技术基础研究地位，加大对红外基础家产投入；兼备规划，推动红外行业规范化发展；重视市场需求的牵引作用，踊跃开辟暗藏市场；激励建设资源节俭型、环境友善型的红外家产；增强市场指引和管理，成立行业良性竞争环境。1）提高红外技术基础研究地位，加大对红外基础家产投入跟着我国红外技术家产的蓬勃发展，特别是在军用领域面对必然打破红外设施要点技术受制于人的场面，有必需在高等院校、科研院所进一步提高红外技术专业的研究地位，加大对红外光学资料、红外探测器等基础家产的投入，改变成形成拥有我国特点的红外技术家产供应坚固的技术支撑。专业资料整理WORD格式加鼎力度激励创新，特别是原始创新，提高自主知识产权，保护国有家产的利益，提高国际市场竞争力；对