一、 Cynllun is-adran is-adran a ddefnyddir yn gyffredin

Mae un cynllun is-adran a ddefnyddir yn gyffredin o ymbelydredd is-goch (IR) yn seiliedig ar yr ystod tonfedd. Yn gyffredinol, rhennir y sbectrwm IR yn y rhanbarthau canlynol:

Bron-is-goch (NIR):Mae'r rhanbarth hwn yn amrywio o oddeutu 700 nanometr (nm) i 1.4 micrometr (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 dwyster delwedd yn sensitif i'r ardal hon o'r sbectrwm; Ymhlith yr enghreifftiau mae dyfeisiau golwg nos fel gogls golwg nos. Mae sbectrosgopeg bron-is-goch yn gymhwysiad cyffredin arall.

Is-goch 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. Defnyddir ymbelydredd SWIR yn gyffredin mewn cymwysiadau delweddu, gwyliadwriaeth a sbectrosgopeg.

Is-goch Canol Tonfedd (MWIR):Mae rhanbarth MWIR yn rhychwantu o oddeutu 3 μm i 8 μm. Defnyddir yr ystod hon yn aml mewn delweddu thermol, targedu milwrol a systemau canfod nwy.

Is-goch tonfedd hir (LWIR):Mae rhanbarth Lwir yn gorchuddio tonfeddi o oddeutu 8 μm i 15 μm. Fe'i defnyddir yn gyffredin mewn delweddu thermol, systemau golwg nos, a mesuriadau tymheredd digyswllt.

Pell-is-goch (FIR):Mae'r rhanbarth hwn yn ymestyn o oddeutu 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 wedi'i adlewyrchu”, ond weithiau cyfeirir at MWIR a LWIR fel “is -goch thermol”.

二、 Cymhwyso is -goch

Gweledigaeth Nos

Mae is-goch (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 delwedd draddodiadol, fel gogls golwg nos neu monocwlars, yn chwyddo'r golau amgylchynol sydd ar gael, gan gynnwys unrhyw ymbelydredd IR sy'n bresennol. Mae'r dyfeisiau hyn yn defnyddio ffotocathode i drosi ffotonau sy'n dod i mewn, gan gynnwys ffotonau IR, yn electronau. Yna caiff yr electronau eu cyflymu a'u chwyddo i greu delwedd weladwy. Mae goleuwyr is-goch, 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 is -goch 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'n 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 is -goch ar geir oherwydd costau cynhyrchu sydd wedi'u lleihau'n fawr.

Ceisiadau Delweddu Thermol

Gellir defnyddio ymbelydredd is -goch 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'n 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 is -goch ar geir oherwydd costau cynhyrchu sydd wedi'u lleihau'n fawr.

Mae camerâu thermograffig yn canfod ymbelydredd yn ystod is -goch y sbectrwm electromagnetig (tua 9,000–14,000 nanometr neu 9–14 μm) ac yn cynhyrchu delweddau o'r ymbelydredd hwnnw. Gan fod ymbelydredd is-goch yn cael ei ollwng gan yr holl wrthrychau yn seiliedig ar eu tymereddau, yn ôl y gyfraith ymbelydredd corff du, mae thermograffeg yn ei gwneud hi'n bosibl “gweld” amgylchedd rhywun gyda goleuo gweladwy neu hebddo. Mae faint o ymbelydredd sy'n cael ei ollwng gan wrthrych yn cynyddu gyda'r tymheredd, felly mae thermograffeg yn caniatáu i un weld amrywiadau mewn tymheredd.

Delweddu hyperspectrol

Mae delwedd hyperspectrol yn “lun” sy'n cynnwys sbectrwm parhaus trwy ystod sbectrol eang ym mhob picsel. Mae delweddu hyperspectrol yn dod yn bwysig 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 hyperspectrol

Gellir perfformio delweddu hyperspectrol is -goch thermol yn yr un modd gan ddefnyddio camera thermograffig, gyda'r gwahaniaeth sylfaenol bod pob picsel yn cynnwys sbectrwm LWIR llawn. O ganlyniad, gellir adnabod y gwrthrych yn gemegol heb fod angen ffynhonnell golau allanol fel yr haul neu'r lleuad. Yn nodweddiadol, mae camerâu o'r fath yn cael eu cymhwyso ar gyfer mesuriadau daearegol, gwyliadwriaeth awyr agored a chymwysiadau Cerbydau Awyr Di -griw.

Ngwres

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 gynhesu'r aer o'i amgylch 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 gynhesu'r aer o'i amgylch yn sylweddol.

Y ffynhonnell wresogi

Defnyddir ymbelydredd is -goch yn helaeth mewn amrywiol brosesau gwresogi diwydiannol. Er enghraifft, mewn gweithgynhyrchu, mae lampau neu baneli IR yn aml yn cael eu cyflogi i ddeunyddiau gwres, megis plastigau, metelau, neu haenau, at ddibenion halltu, sychu neu ffurfio. Gellir rheoli a chyfarwyddo ymbelydredd IR yn fanwl gywir, gan ganiatáu ar gyfer gwresogi effeithlon a chyflym mewn meysydd penodol.