一、Yleisesti käytetty infrapunan alajakokaavio

Yksi yleisesti käytetty infrapunasäteilyn (IR) alajakokaavio perustuu aallonpituusalueeseen. IR-spektri on yleensä jaettu seuraaviin alueisiin:

Lähi-infrapuna (NIR):Tämän alueen aallonpituus vaihtelee noin 700 nanometristä (nm) 1,4 mikrometriin (μm). NIR-säteilyä käytetään usein kaukokartoituksissa, valokuitutietoliikenteessä, koska SiO2-lasi (piidioksidi) -väliaineessa on alhaisia ​​vaimennushäviöitä. Kuvanvahvistimet ovat herkkiä tälle spektrin alueelle; esimerkkejä ovat pimeänäkölaitteet, kuten pimeänäkölasit. Lähi-infrapunaspektroskopia on toinen yleinen sovellus.

Lyhyen aallonpituuden infrapuna (SWIR):Se tunnetaan myös nimellä "lyhytaalto-infrapuna" tai "SWIR"-alue, ja se ulottuu noin 1,4 μm:stä 3 μm:iin. SWIR-säteilyä käytetään yleisesti kuvantamisessa, valvonnassa ja spektroskopiassa.

Keskiaallonpituuden infrapuna (MWIR):MWIR-alue ulottuu noin 3 μm - 8 μm. Tätä aluetta käytetään usein lämpökuvauksessa, sotilaallisessa kohdistuksessa ja kaasunilmaisujärjestelmissä.

Pitkän aallonpituuden infrapuna (LWIR):LWIR-alue kattaa aallonpituudet noin 8 μm - 15 μm. Sitä käytetään yleisesti lämpökuvauksessa, yönäköjärjestelmissä ja kosketuksettomissa lämpötilamittauksissa.

Kauko-infrapuna (FIR):Tämä alue ulottuu noin 15 μm:stä 1 millimetriin (mm) aallonpituudella. FIR-säteilyä käytetään usein tähtitieteessä, kaukokartoituksissa ja tietyissä lääketieteellisissä sovelluksissa.

Aallonpituusaluekaavio

NIR ja SWIR yhdessä kutsutaan joskus "heijastuneeksi infrapunaksi", kun taas MWIR ja LWIR kutsutaan joskus "lämpöinfrapunaksi".

二、Infrapunasovellukset

Pimeänäkö

Infrapuna (IR) on ratkaisevassa roolissa pimeänäkölaitteissa, mikä mahdollistaa kohteiden havaitsemisen ja visualisoinnin hämärässä tai hämärässä. Perinteiset kuvan tehostavat yönäkölaitteet, kuten yönäkölasit tai monokulaarit, vahvistavat käytettävissä olevaa ympäristön valoa, mukaan lukien mahdollinen infrapunasäteily. Nämä laitteet käyttävät valokatodia muuttamaan saapuvat fotonit, mukaan lukien IR-fotonit, elektroneiksi. Sitten elektroneja kiihdytetään ja vahvistetaan näkyvän kuvan luomiseksi. Infrapunavalaisimet, jotka lähettävät IR-valoa, on usein integroitu näihin laitteisiin parantamaan näkyvyyttä täydellisessä pimeässä tai heikossa valaistuksessa, kun ympäristön IR-säteily ei ole riittävää.

Hämärä valaistusympäristö

Termografia

Infrapunasäteilyä voidaan käyttää kohteen lämpötilan etämäärittämiseen (jos emissiokyky on tiedossa). Tätä kutsutaan termografiaksi tai erittäin kuumien esineiden tapauksessa NIR:ssä tai näkyvissä sitä kutsutaan pyrometriksi. Termografiaa (lämpökuvausta) käytetään pääasiassa sotilas- ja teollisuussovelluksissa, mutta tekniikka on tulossa julkisille markkinoille autojen infrapunakameroiden muodossa huomattavasti alentuneiden tuotantokustannusten vuoksi.

Lämpökuvaussovellukset

Infrapunasäteilyä voidaan käyttää kohteen lämpötilan etämäärittämiseen (jos emissiokyky on tiedossa). Tätä kutsutaan termografiaksi tai erittäin kuumien esineiden tapauksessa NIR:ssä tai näkyvissä sitä kutsutaan pyrometriksi. Termografiaa (lämpökuvausta) käytetään pääasiassa sotilas- ja teollisuussovelluksissa, mutta tekniikka on tulossa julkisille markkinoille autojen infrapunakameroiden muodossa huomattavasti alentuneiden tuotantokustannusten vuoksi.

Lämpökamerat havaitsevat säteilyn sähkömagneettisen spektrin infrapuna-alueella (noin 9 000–14 000 nanometriä tai 9–14 μm) ja tuottavat siitä kuvia. Koska kaikki kohteet lähettävät infrapunasäteilyä niiden lämpötilojen perusteella, mustan kappaleen säteilylain mukaan termografia mahdollistaa ympäristön "näkemisen" näkyvän valaistuksen kanssa tai ilman. Kohteen lähettämän säteilyn määrä kasvaa lämpötilan myötä, joten termografian avulla voidaan nähdä lämpötilan vaihtelut.

Hyperspektraalinen kuvantaminen

Hyperspektrikuva on "kuva", joka sisältää jatkuvan spektrin laajalla spektrialueella jokaisessa pikselissä. Hyperspektrisen kuvantamisen merkitys on kasvamassa sovelletun spektroskopian alalla erityisesti NIR-, SWIR-, MWIR- ja LWIR-spektrialueilla. Tyypillisiä sovelluksia ovat biologiset, mineralogiset, puolustus- ja teolliset mittaukset.

Hyperspektraalinen kuva

Lämpö-infrapuna-hyperspektrikuvaus voidaan suorittaa samalla tavalla käyttämällä lämpökameraa sillä perustavanlaatuisella erolla, että jokainen pikseli sisältää täyden LWIR-spektrin. Näin ollen kohteen kemiallinen tunnistus voidaan suorittaa ilman ulkoista valonlähdettä, kuten aurinkoa tai kuuta. Tällaisia ​​kameroita käytetään tyypillisesti geologisiin mittauksiin, ulkovalvontaan ja UAV-sovelluksiin.

Lämmitys

Infrapunasäteilyä (IR) voidaan todellakin käyttää tarkoituksellisena lämmönlähteenä erilaisissa sovelluksissa. Tämä johtuu ensisijaisesti IR-säteilyn kyvystä siirtää lämpöä suoraan esineisiin tai pintoihin lämmittämättä merkittävästi ympäröivää ilmaa. Infrapunasäteilyä (IR) voidaan todellakin käyttää tarkoituksellisena lämmönlähteenä erilaisissa sovelluksissa. Tämä johtuu ensisijaisesti IR-säteilyn kyvystä siirtää lämpöä suoraan esineisiin tai pintoihin lämmittämättä merkittävästi ympäröivää ilmaa.

Lämmön lähde

Infrapunasäteilyä käytetään laajasti erilaisissa teollisissa lämmitysprosesseissa. Esimerkiksi valmistuksessa IR-lamppuja tai -paneeleja käytetään usein materiaalien, kuten muovien, metallien tai pinnoitteiden, lämmittämiseen kovetusta, kuivaamista tai muotoilua varten. IR-säteilyä voidaan tarkasti ohjata ja ohjata, mikä mahdollistaa tehokkaan ja nopean lämmityksen tietyillä alueilla.