I. Veelgebruikt onderverdelingsschema van infrarood

Een veelgebruikte indelingsmethode voor infrarood (IR) straling is gebaseerd op het golflengtebereik. Het IR-spectrum wordt over het algemeen onderverdeeld in de volgende gebieden:

Nabij-infrarood (NIR):Dit gebied omvat golflengten van ongeveer 700 nanometer (nm) tot 1,4 micrometer (μm). NIR-straling wordt vaak gebruikt in teledetectie en glasvezeltelecommunicatie vanwege de lage verzwakkingsverliezen in het SiO2-glas (silica) medium. Beeldversterkers zijn gevoelig voor dit deel van het spectrum; voorbeelden hiervan zijn nachtzichtapparaten zoals nachtzichtbrillen. Nabij-infraroodspectroscopie is een andere veelvoorkomende toepassing.

Kortgolvig infrarood (SWIR):Ook wel bekend als het "kortgolvige infrarood" of "SWIR"-gebied, strekt het zich uit van ongeveer 1,4 μm tot 3 μm. SWIR-straling wordt veelvuldig gebruikt in beeldvorming, bewaking en spectroscopie.

Middellange infraroodstraling (MWIR):Het MWIR-gebied strekt zich uit van ongeveer 3 μm tot 8 μm. Dit bereik wordt vaak gebruikt in thermische beeldvorming, militaire richtsystemen en gasdetectiesystemen.

Langgolvig infrarood (LWIR):Het LWIR-gebied omvat golflengten van ongeveer 8 μm tot 15 μm. Het wordt veel gebruikt in thermische beeldvorming, nachtzichtsystemen en contactloze temperatuurmetingen.

Verre-infrarood (FIR):Dit gebied strekt zich uit van ongeveer 15 μm tot 1 millimeter (mm) golflengte. FIR-straling wordt vaak gebruikt in de astronomie, teledetectie en bepaalde medische toepassingen.

Golflengtebereikdiagram

NIR en SWIR worden samen soms "gereflecteerd infrarood" genoemd, terwijl MWIR en LWIR soms "thermisch infrarood" worden genoemd.

二、Toepassingen van infrarood

Nachtzicht

Infrarood (IR) speelt een cruciale rol in nachtzichtapparatuur, waardoor objecten in omgevingen met weinig licht of in het donker kunnen worden gedetecteerd en gevisualiseerd. Traditionele nachtzichtapparaten met beeldversterking, zoals nachtzichtbrillen of monoculairs, versterken het beschikbare omgevingslicht, inclusief eventuele aanwezige IR-straling. Deze apparaten gebruiken een fotokathode om binnenkomende fotonen, waaronder IR-fotonen, om te zetten in elektronen. De elektronen worden vervolgens versneld en versterkt om een ​​zichtbaar beeld te creëren. Infraroodverlichting, die IR-licht uitzendt, is vaak in deze apparaten geïntegreerd om de zichtbaarheid in volledige duisternis of bij weinig licht te verbeteren, wanneer de omgevings-IR-straling onvoldoende is.

Omgeving met weinig licht

Thermografie

Infraroodstraling kan worden gebruikt om op afstand de temperatuur van objecten te bepalen (mits de emissiviteit bekend is). Dit wordt thermografie genoemd, of in het geval van zeer hete objecten in het nabij-infrarood (NIR) of zichtbare spectrum, pyrometrie. Thermografie (thermische beeldvorming) wordt voornamelijk gebruikt in militaire en industriële toepassingen, maar de technologie bereikt nu ook de consumentenmarkt in de vorm van infraroodcamera's in auto's vanwege de sterk gereduceerde productiekosten.

Toepassingen van thermische beeldvorming

Infraroodstraling kan worden gebruikt om op afstand de temperatuur van objecten te bepalen (mits de emissiviteit bekend is). Dit wordt thermografie genoemd, of in het geval van zeer hete objecten in het nabij-infrarood (NIR) of zichtbare spectrum, pyrometrie. Thermografie (thermische beeldvorming) wordt voornamelijk gebruikt in militaire en industriële toepassingen, maar de technologie bereikt nu ook de consumentenmarkt in de vorm van infraroodcamera's in auto's vanwege de sterk gereduceerde productiekosten.

Thermografische camera's detecteren straling in het infraroodbereik van het elektromagnetische spectrum (ongeveer 9.000-14.000 nanometer of 9-14 μm) en produceren beelden van die straling. Omdat infraroodstraling door alle objecten wordt uitgezonden op basis van hun temperatuur, volgens de wet van de zwarte straler, maakt thermografie het mogelijk om de omgeving te "zien" met of zonder zichtbare verlichting. De hoeveelheid straling die een object uitzendt, neemt toe met de temperatuur; thermografie maakt het dus mogelijk om temperatuurverschillen waar te nemen.

Hyperspectrale beeldvorming

Een hyperspectraal beeld is een "afbeelding" die een continu spectrum over een breed spectraalbereik bij elke pixel bevat. Hyperspectrale beeldvorming wint aan belang in de toegepaste spectroscopie, met name in de NIR-, SWIR-, MWIR- en LWIR-spectrale gebieden. Typische toepassingen zijn onder andere biologische, mineralogische, defensie- en industriële metingen.

De hyperspectrale afbeelding

Thermische infrarood hyperspectrale beeldvorming kan op vergelijkbare wijze worden uitgevoerd met behulp van een thermografische camera, met als fundamenteel verschil dat elke pixel een volledig LWIR-spectrum bevat. Hierdoor kan chemische identificatie van het object worden uitgevoerd zonder dat een externe lichtbron zoals de zon of de maan nodig is. Dergelijke camera's worden doorgaans gebruikt voor geologische metingen, bewaking in de buitenlucht en toepassingen met drones.

Verwarming

Infrarood (IR) straling kan inderdaad worden gebruikt als een doelbewuste warmtebron in diverse toepassingen. Dit komt voornamelijk doordat IR-straling warmte direct overdraagt ​​aan objecten of oppervlakken zonder de omringende lucht significant te verwarmen. Infrarood (IR) straling kan inderdaad worden gebruikt als een doelbewuste warmtebron in diverse toepassingen. Dit komt voornamelijk doordat IR-straling warmte direct overdraagt ​​aan objecten of oppervlakken zonder de omringende lucht significant te verwarmen.

De warmtebron

Infraroodstraling wordt veelvuldig gebruikt in diverse industriële verwarmingsprocessen. In de maakindustrie worden bijvoorbeeld vaak infraroodlampen of -panelen ingezet om materialen zoals kunststoffen, metalen of coatings te verwarmen voor uitharding, droging of vormgeving. Infraroodstraling kan nauwkeurig worden geregeld en gericht, waardoor efficiënte en snelle verwarming in specifieke gebieden mogelijk is.