一、 Cynllun isrannu is-goch a ddefnyddir yn gyffredin

Mae un cynllun isrannu a ddefnyddir yn gyffredin o ymbelydredd isgoch (IR) yn seiliedig ar ystod y donfedd. Yn gyffredinol, rhennir y sbectrwm IR i'r rhanbarthau canlynol:

Is-goch bron (NIR):Mae'r rhanbarth hwn yn amrywio o tua 700 nanometr (nm) i 1.4 micrometers (μm) mewn tonfedd. Defnyddir ymbelydredd NIR yn aml mewn synhwyro o bell, telathrebu ffibr optig oherwydd colledion gwanhau isel yn y cyfrwng gwydr SiO2 (silica). Mae dwysyddion delwedd yn sensitif i'r rhan hon o'r sbectrwm; mae enghreifftiau'n cynnwys dyfeisiau golwg nos fel gogls golwg nos. Mae sbectrosgopeg isgoch bron yn gymhwysiad cyffredin arall.

Isgoch tonfedd fer (SWIR):Fe'i gelwir hefyd yn rhanbarth “is-goch tonnau byr” neu “SWIR”, mae'n ymestyn o tua 1.4 μm i 3 μm. Mae ymbelydredd SWIR yn cael ei ddefnyddio'n gyffredin mewn cymwysiadau delweddu, gwyliadwriaeth a sbectrosgopeg.

Is-goch tonfedd ganol (MWIR):Mae rhanbarth MWIR yn ymestyn o tua 3 μm i 8 μm. Defnyddir yr ystod hon yn aml mewn delweddu thermol, targedu milwrol, a systemau canfod nwy.

Isgoch tonfedd hir (LWIR):Mae rhanbarth LWIR yn cwmpasu tonfeddi o tua 8 μm i 15 μm. Fe'i defnyddir yn gyffredin mewn delweddu thermol, systemau gweledigaeth nos, a mesuriadau tymheredd digyswllt.

Isgoch pell (FIR):Mae'r rhanbarth hwn yn ymestyn o tua 15 μm i 1 milimetr (mm) mewn tonfedd. Defnyddir ymbelydredd FIR yn aml mewn seryddiaeth, synhwyro o bell, a rhai cymwysiadau meddygol.

Diagram amrediad tonfedd

Weithiau gelwir NIR a SWIR gyda’i gilydd yn “is-goch a adlewyrchir”, ond weithiau cyfeirir at MWIR a LWIR fel “isgoch thermol”.

二, Cymwysiadau isgoch

Gweledigaeth nos

Mae isgoch (IR) yn chwarae rhan hanfodol mewn offer golwg nos, gan alluogi canfod a delweddu gwrthrychau mewn amgylcheddau golau isel neu dywyll. Mae dyfeisiau golwg nos dwysáu delweddau traddodiadol, fel gogls golwg nos neu fonocwlaidd, yn chwyddo'r golau amgylchynol sydd ar gael, gan gynnwys unrhyw ymbelydredd IR sy'n bresennol. Mae'r dyfeisiau hyn yn defnyddio ffotocatod i drosi ffotonau sy'n dod i mewn, gan gynnwys ffotonau IR, yn electronau. Yna caiff yr electronau eu cyflymu a'u mwyhau i greu delwedd weladwy. Mae goleuadau isgoch, sy'n allyrru golau IR, yn aml yn cael eu hintegreiddio i'r dyfeisiau hyn i wella gwelededd mewn tywyllwch llwyr neu amodau golau isel lle nad yw ymbelydredd IR amgylchynol yn ddigonol.

Amgylchedd golau isel

Thermograffeg

Gellir defnyddio ymbelydredd isgoch i bennu tymheredd gwrthrychau o bell (os yw'r emissivity yn hysbys). Gelwir hyn yn thermograffeg, neu yn achos gwrthrychau poeth iawn yn yr NIR neu weladwy fe'i gelwir yn pyrometreg. Defnyddir thermograffeg (delweddu thermol) yn bennaf mewn cymwysiadau milwrol a diwydiannol ond mae'r dechnoleg yn cyrraedd y farchnad gyhoeddus ar ffurf camerâu isgoch ar geir oherwydd costau cynhyrchu llawer llai.

Cymwysiadau delweddu thermol

Gellir defnyddio ymbelydredd isgoch i bennu tymheredd gwrthrychau o bell (os yw'r emissivity yn hysbys). Gelwir hyn yn thermograffeg, neu yn achos gwrthrychau poeth iawn yn yr NIR neu weladwy fe'i gelwir yn pyrometreg. Defnyddir thermograffeg (delweddu thermol) yn bennaf mewn cymwysiadau milwrol a diwydiannol ond mae'r dechnoleg yn cyrraedd y farchnad gyhoeddus ar ffurf camerâu isgoch ar geir oherwydd costau cynhyrchu llawer llai.

Mae camerâu thermograffig yn canfod ymbelydredd yn ystod isgoch y sbectrwm electromagnetig (tua 9,000-14,000 nanometr neu 9–14 μm) ac yn cynhyrchu delweddau o'r ymbelydredd hwnnw. Gan fod ymbelydredd isgoch yn cael ei allyrru gan bob gwrthrych yn seiliedig ar eu tymereddau, yn ôl y gyfraith ymbelydredd corff du, mae thermograffeg yn ei gwneud hi'n bosibl “gweld” amgylchedd rhywun gyda neu heb olau gweladwy. Mae swm yr ymbelydredd a allyrrir gan wrthrych yn cynyddu gyda thymheredd, felly mae thermograffeg yn caniatáu i rywun weld amrywiadau mewn tymheredd.

Delweddu hyperspectral

Mae delwedd hyperspectral yn “lun” sy'n cynnwys sbectrwm di-dor trwy ystod sbectrol eang ym mhob picsel. Mae delweddu hyperspectral yn dod yn bwysicach ym maes sbectrosgopeg gymhwysol yn enwedig gyda rhanbarthau sbectrol NIR, SWIR, MWIR, a LWIR. Mae cymwysiadau nodweddiadol yn cynnwys mesuriadau biolegol, mwynegol, amddiffyn a diwydiannol.

Y ddelwedd hyperspectral

Gellir perfformio delweddu hyperspectrol isgoch thermol yn yr un modd gan ddefnyddio camera thermograffig, gyda'r gwahaniaeth sylfaenol bod pob picsel yn cynnwys sbectrwm LWIR llawn. O ganlyniad, gellir cyflawni adnabyddiaeth gemegol o'r gwrthrych heb fod angen ffynhonnell golau allanol fel yr Haul neu'r Lleuad. Defnyddir camerâu o'r fath fel arfer ar gyfer mesuriadau daearegol, gwyliadwriaeth awyr agored a chymwysiadau UAV.

Gwresogi

Yn wir, gellir defnyddio ymbelydredd is-goch (IR) fel ffynhonnell wresogi fwriadol mewn amrywiol gymwysiadau. Mae hyn yn bennaf oherwydd gallu ymbelydredd IR i drosglwyddo gwres yn uniongyrchol i wrthrychau neu arwynebau heb wresogi'r aer amgylchynol yn sylweddol. Yn wir, gellir defnyddio ymbelydredd is-goch (IR) fel ffynhonnell wresogi fwriadol mewn amrywiol gymwysiadau. Mae hyn yn bennaf oherwydd gallu ymbelydredd IR i drosglwyddo gwres yn uniongyrchol i wrthrychau neu arwynebau heb wresogi'r aer amgylchynol yn sylweddol.

Y ffynhonnell wresogi

Defnyddir ymbelydredd isgoch yn eang mewn amrywiol brosesau gwresogi diwydiannol. Er enghraifft, mewn gweithgynhyrchu, mae lampau neu baneli IR yn aml yn cael eu cyflogi i gynhesu deunyddiau, fel plastigau, metelau, neu haenau, at ddibenion halltu, sychu neu ffurfio. Gellir rheoli a chyfarwyddo ymbelydredd IR yn fanwl gywir, gan ganiatáu gwresogi effeithlon a chyflym mewn ardaloedd penodol.