一、 häufig verwendetes Unterabteilungsschema von Infrarot

Ein häufig verwendetes Unterabteilungsschema der Infrarot (IR) -Anressung basiert auf dem Wellenlängenbereich. Das IR -Spektrum ist im Allgemeinen in die folgenden Regionen unterteilt:

Nahinfrarot (NIR):Diese Region reicht von ungefähr 700 Nanometern (NM) bis 1,4 Mikrometer (μM) in der Wellenlänge. NIR -Strahlung wird häufig in der Fernerkundung und bei der faserfaser -Telekommunikation aufgrund niedriger Abschwächungsverluste im SIO2 -Glas (Silica) -Medium verwendet. Bildverstärker sind empfindlich gegenüber diesem Bereich des Spektrums; Beispiele sind Nachtsichtgeräte wie Nachtsichtbrillen. Nahinfrarot-Spektroskopie ist eine weitere häufige Anwendung.

Kurzwellenlängeninfrarot (SWIR):Auch als "Shortwave Infrarot" oder "SWIR" -Region bekannt, erstreckt es sich von etwa 1,4 μm bis 3 μm. Die SWIR -Strahlung wird üblicherweise in den Anwendungen der Bildgebung, Überwachung und Spektroskopie verwendet.

Infrarot mit mittlerer Wellenlänge (MWIR):Die MWIR -Region erstreckt sich von ungefähr 3 & mgr; m bis 8 μm. Dieser Bereich wird häufig in thermischen Bildgebung, militärischen Targeting- und Gaserkennungssystemen verwendet.

Langwellenlänge Infrarot (LWIR):Die LWIR -Region umfasst Wellenlängen von etwa 8 μm bis 15 μm. Es wird üblicherweise in thermischen Bildgebung, Nachtsichtsystemen und Nichtkontakttemperaturmessungen verwendet.

Ferninfrarot (FIR):Diese Region erstreckt sich in der Wellenlänge von ungefähr 15 & mgr; m bis 1 Millimeter (mm). FIR -Strahlung wird häufig bei Astronomie, Fernerkundung und bestimmten medizinischen Anwendungen verwendet.

Wellenlängenbereichsdiagramm

Nir und Swir zusammen werden manchmal als „reflektiertes Infrarot“ bezeichnet, während MWIR und LWIR manchmal als „thermisches Infrarot“ bezeichnet werden.

二、 Anwendungen von Infrarot

Nachtsicht

Infrarot (IR) spielt eine entscheidende Rolle bei der Nachtsichtausrüstung und ermöglicht die Erkennung und Visualisierung von Objekten in schlechten oder dunklen Umgebungen. Traditionelle Night Vision -Geräte für die traditionelle Bildintensivierung wie Nachtsichtbrillen oder Monokulare verstärken das verfügbare Umgebungslicht, einschließlich der vorhandenen IR -Strahlung. Diese Geräte verwenden einen Photokathode, um eingehende Photonen, einschließlich IR -Photonen, in Elektronen umzuwandeln. Die Elektronen werden dann beschleunigt und verstärkt, um ein sichtbares Bild zu erstellen. Infrarot-Illuminatoren, die IR-Licht ausstrahlen, werden häufig in diese Geräte integriert, um die Sichtbarkeit bei vollständigen Dunkelheit oder bei schlechten Lichtverhältnissen zu verbessern, bei denen die IR-Strahlung der Umgebungs-IR nicht ausreicht.

Niedriglichtumgebung

Thermografie

Infrarotstrahlung kann verwendet werden, um die Temperatur von Objekten aus der Ferne zu bestimmen (falls der Emissionsvermögen bekannt ist). Dies wird als Thermografie bezeichnet, oder im Fall von sehr heißen Objekten im NIR oder sichtbar wird sie als Pyrometrie bezeichnet. Die Thermografie (Wärmebildgebung) wird hauptsächlich in militärischen und industriellen Anwendungen eingesetzt, aber die Technologie erreicht den öffentlichen Markt in Form von Infrarotkameras für Autos aufgrund stark reduzierter Produktionskosten.

Wärmebildungsanwendungen

Infrarotstrahlung kann verwendet werden, um die Temperatur von Objekten aus der Ferne zu bestimmen (falls der Emissionsvermögen bekannt ist). Dies wird als Thermografie bezeichnet, oder im Fall von sehr heißen Objekten im NIR oder sichtbar wird sie als Pyrometrie bezeichnet. Die Thermografie (Wärmebildgebung) wird hauptsächlich in militärischen und industriellen Anwendungen eingesetzt, aber die Technologie erreicht den öffentlichen Markt in Form von Infrarotkameras für Autos aufgrund stark reduzierter Produktionskosten.

Thermografische Kameras erfassen Strahlung im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums (ungefähr 9.000–14.000 Nanometer oder 9–14 μm) und erzeugen Bilder dieser Strahlung. Da alle Objekte nach ihren Temperaturen nach dem Schwarzkörperstrahlungsgesetz von Infrarotstrahlung emittiert werden, ermöglicht es die Thermografie, die eigene Umgebung mit oder ohne sichtbare Beleuchtung zu „sehen“. Die durch ein Objekt emittierte Strahlungsmenge nimmt mit der Temperatur zu, daher ermöglicht die Thermografie die Temperaturschwankungen.

Hyperspektrale Bildgebung

Ein hyperspektrales Bild ist ein „Bild“, das an jedem Pixel ein kontinuierliches Spektrum über einen breiten Spektralbereich enthält. Die hyperspektrale Bildgebung gewinnt auf dem Gebiet der angewendeten Spektroskopie, insbesondere mit NIR-, SWIR-, MWIR- und LWIR -Spektralregionen, an Bedeutung. Typische Anwendungen umfassen biologische, mineralogische, verteidigungs- und industrielle Messungen.

Das hyperspektrale Bild

Eine thermische Infrarothyperspektralbildgebung kann in ähnlicher Weise unter Verwendung einer thermografischen Kamera durchgeführt werden, wobei der grundlegende Unterschied, dass jedes Pixel ein volles LWIR -Spektrum enthält. Infolgedessen kann die chemische Identifizierung des Objekts ohne eine externe Lichtquelle wie die Sonne oder den Mond durchgeführt werden. Solche Kameras werden in der Regel für geologische Messungen, Überwachung im Freien und UAV -Anwendungen angewendet.

Heizung

Infrarot (IR) -Anstrahlung kann in verschiedenen Anwendungen tatsächlich als absichtliche Heizquelle verwendet werden. Dies ist in erster Linie auf die Fähigkeit der IR -Strahlung zurückzuführen, Wärme direkt auf Objekte oder Oberflächen zu übertragen, ohne die umgebende Luft erheblich zu erhitzen. Infrarot (IR) -Anstrahlung kann in verschiedenen Anwendungen tatsächlich als absichtliche Heizquelle verwendet werden. Dies ist in erster Linie auf die Fähigkeit der IR -Strahlung zurückzuführen, Wärme direkt auf Objekte oder Oberflächen zu übertragen, ohne die umgebende Luft erheblich zu erhitzen.

Die Heizquelle

Infrarotstrahlung wird in verschiedenen industriellen Heizungsprozessen weit verbreitet. Zum Beispiel werden bei der Herstellung IR -Lampen oder Paneele häufig eingesetzt, um Materialien wie Kunststoffe, Metalle oder Beschichtungen zum Härten, Trocknen oder Bildungszwecken zu erhitzen. IR -Strahlung kann genau kontrolliert und gerichtet werden, was in bestimmten Bereichen eine effiziente und schnelle Erwärmung ermöglicht.