红外热像仪在消防工作中的应用探析

【摘 要】 在消防指挥、灭火救援、火灾预警和电气消防安全检查等诸多方面，红外热像仪的应用可以在较大程度上提高政府机构对消防工作的处理能力。通过对红外热像仪在确定着火部位、监测着火建筑物的结构安全、判断火势蔓延方向、储罐液位及温度监测、消防“无损检测”、火场及抢险救援中的伤员搜救、火场清理、火灾预警、电气消防安全检查等消防工作中应用方式的逐一解读，为红外热像仪在消防工作中的应用提供了广阔前景。

【关键词】 红外热像仪 消防

1 引言

人眼能够感受到的可见光波长约为390～770nm，通常我们将波长770nm～1mm的电磁波称为红外线。自然界中一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像称为热图像。采用红外热成像技术探测目标物体的红外辐射并通过光电转换、信号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设备我们称为红外热像仪。

消防工作中红外热像仪主要对火场中目标进行搜寻，并进行温度测量扫描，然后进行光电转换并最终形成视频图像信号显示在荧屏上。红外热像仪在消防工作中广泛用于灭火、救援、电气火灾原因分析等，同时红外热像仪又可作为消防检查人员进行消防安全检查、监控的主要探测仪器。

红外热像仪可以监测火场的着火部位，较大程度上提高了灭火效率；监测着火建筑物的结构安全以避免造成消防救援过程中人员的重大伤亡；判断火势蔓延方向，辅助侦查人员发现火源位置及预测火灾的整体趋势；对储罐液位及温度监测使消防指挥员能够快速测定现场燃烧罐体情况，确定个罐体的危险程度以便采取相应的应对措施；消防“无损检测”，判定物体温度分布不均之处，判断可能的危险；在灭火救援中用于伤员搜救；火场清理时可及时发现暗火，消除复燃隐患；火灾预警可以提前预告火灾隐患；消防安全检查和火灾调查时用于监测漏电、接触电阻过大、过载、短路等情况。

红外热像仪在消防工作诸多方面功能的开发应用，提高红外热像仪的利用效率，更重要的是为消防工作的有效开展提供了更多可能，更大程度上保证了人民生命和财产的安全。

2 应用方式

2.1 确定着火部位

建筑物较大火灾扑救过程中，火灾现场一般浓烟滚滚、视线不清，火场指挥员和进入火场的消防员无法快速确定具体着火部位，以至于无法准确制定灭火作战方案。应用红外热像仪可以通过火场烟气与着火物之间的温度差，快速判断着火部位与高温物体，从而调整灭火战术有效灭火。

2.2 监测着火建筑物的结构安全

2003年11月3日湖南衡阳特大火灾，20名消防官兵殉职，部分原因在于未能准确判断建筑物倒塌前兆，导致着火建筑物倒塌时消防官兵仍在靠近灭火。火灾时若建筑物长时间处于大火的高温烧灼下，将导致表面烧蚀，削弱荷重断面，破坏其架构，进而使建筑物出现裂缝并发生炸裂、脱落、倒塌等危险。因此，当消防员靠近建筑物灭火或者进人建筑内部进行搜救和灭火时，可利用红外热像仪对建筑外部的温度分布进行监测，特别是通过红外热像仪影像发现建筑物柱体、墙体、楼板等已发生开裂等现象时，应及时通知人员撤离，避免造成救援人员的重大伤亡。

2.3 判断火势蔓延方向

建筑物内灭火时，烟气和火势充溢整个空间，有时无法判断烟气和火势的蔓延方向，此时可利用红外热像仪观察高温烟气红外影像的动态流动，判断火场的高低温区域，进而判断火势蔓延方向，并根据建筑结构和火灾荷载的分布进一步发现火源点位置和预测火灾的发展趋势，为下一步灭火战斗的开展提供依据。

2.4 储罐液位及温度监测

石油化工类火灾现场温度高，危险大，随时可能出现物料储罐的突然爆炸现象。此时灭火过程中储罐信息采集对指挥员决策显得尤为重要。在通常情况下，无法判断储罐内部液位高度及物料温度。但受热情况下，液态的物料在罐壁上存在温度梯度。使用红外热像仪，消防指挥员能够快速测定燃烧和受热罐体内液位高度计温度高低，判断罐体的危险程度，以便采取相应的应对措施。

2.5 消防“无损检测”

在无光线或光线受阻的灾害事故现场，消防人员常常被置于危险境地却无法找到危险源或者搜救和撤离路线。此时，可以利用红外热像仪的红外影像，对周围环境进行“无损检测”，即分析周围环境是否为均质物体，周围环境存在温度差的原因，判断周围是否有设备损坏、是否有安全的通道等。当有可燃或有毒物料泄漏时，可以应用红外热像仪快速搜寻泄漏位置；当救援人员在建筑物内、隧道、深井、船舱等灾害现场中行进时，应用红外热像仪识别和避开危险源（如地面的坑洞、悬挂的带电线路等危险阻挡物），减少消防搜救人员受伤害的可能。

2.6 火场伤员搜救

利用红外光可以穿透热烟雾的特性，以及火灾现场被困人员目标与周围环境存在温度差，其温度差对应的不同热分布场可显示成像的原理，可使消防救援人员能够在浓烟的情况下，清晰地发现被困人员。研究数据表明，在同等热烟状态的室内火灾现场，使用红外热像仪进行搜救的时间，比未使用红外热像仪进行搜救的时间可减少80%，救援的效率大大提高，同时可避免搜救遗漏，提高搜救的成功率。

2.7 抢险救援中的伤员搜救

现代消防部队75%的工作内容为抢险救灾，如“汶川地震”等地质灾害。当地震发生，受伤人员被埋压在瓦砾和灰尘中，消防部队一般可以通过搜救犬、生命探测仪搜寻受伤被埋压人员。当瓦砾缝隙较大时，消防部队也可以采用红外热像仪观察缝隙的灰尘中是否有生命存在。特别是在夜间光线不强、气温不高时，更能发挥红外热像仪对瓦砾缝隙中的生命搜寻作用。

2.8 火场清理

建筑火灾后，可使用红外热像仪搜寻有阴燃的高热点或扑救时疏漏的余火，以便对高温危险目标继续进行降温处理，提高灭火的安全性、彻底性，降低或消除灾后复燃的可能性。石油化工火灾后，检测火场的目标物体温度，对高温危险的罐体及输运管网继续进行冷却处理，避免复燃的发生。森林火灾后，对灾后现场进行全面扫描，可及时发现暗火，消除复燃隐患，最大限度地减少财产损失。

2.9 火灾预警

无论在住宅小区、机场、码头、学校等人流密集的场所，还是在谷物粮仓等物料储存区域，通过红外热成像仪对保护区域的持续扫描探测，可及时快速地发现高温异常，并自动采集高温数据上传系统，系统对探测到的高温异常分析后报警，以便人们能够及时采取行动进行处理，防止火灾的发生。

2.10 电气消防安全检查

随着经济建设的发展和人民生活水平的提高，各种电器设备数量与日俱增，电器产品质量、工程设计施工安装和运行管理等方面存在的诸多问题，可能导致电气设备和线路的火灾隐患，极易酿成火灾。因此要做好电器消防安全检查，判定电气火灾隐患的存在部位和严重程度，及时采取措施排除隐患。电气设备和线路的漏电、短路、过载和接触电阻过大等异常情况发生时，均表现为某部分的温度异常升高，通过红外热像仪对温度异常升高部分的成像显示，可以快速发现并防止火灾危险的发生。

3 结语

红外热像仪除了在生产和生活中具有极大的应用价值以外，在消防工作中也同样具备不可替代的优势。虽然目前红外热像仪在消防工作中的应用方式还较单一，但从上述分析不难发现，红外热像仪还具有更广阔的应用前景未被充分利用。今后随着红外热像仪价格的下降，相信其在消防工作中的应用价值会不断体现，能够最大程度推动消防事业的发展。

参考文献：

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