一、 Powszechnie stosowany system podwodności podczerwieni

Jeden powszechnie stosowany schemat podziału promieniowania podczerwieni (IR) opiera się na zakresie długości fali. Widmo IR jest ogólnie podzielone na następujące regiony:

Blisko podczerwienia (NIR):Region ten waha się od około 700 nanometrów (nm) do 1,4 mikrometrów (μm) w długości fali. Promieniowanie NIR jest często stosowane w teledetekcji, telekomunikacji światłowodowej z powodu niskich strat tłumienia w pożywce szkła SiO2 (krzemionka). Intensyfikacje obrazu są wrażliwe na ten obszar widma; Przykłady obejmują urządzenia noktowizyjne, takie jak gogle noktowizyjne. Spektroskopia w bliskiej podczerwieni jest kolejnym powszechnym zastosowaniem.

W podczerwieni (SWIR) krótkiej fali (SWIR):Znany również jako region „podczerwieni krótkiej” lub „SWIR”, rozciąga się od około 1,4 μm do 3 μm. Promieniowanie SWIR jest powszechnie wykorzystywane w zastosowaniach obrazowania, nadzoru i spektroskopii.

Podczerwień w podczerwieni o długości fali (MwiR):Region MWIR obejmuje od około 3 μm do 8 μm. Zakres ten jest często stosowany w systemach obrazowania termicznego, ukierunkowania wojskowego i wykrywania gazu.

Podczerwień długoterminowych (LWIR):Region LWIR obejmuje długości fali od około 8 μm do 15 μm. Jest powszechnie stosowany w obrazowaniu termicznym, systemach noktowizyjnych i pomiarach temperatury bezkontaktowej.

Daleka podczerwienia (jodła):Region ten rozciąga się od około 15 μm do 1 milimetra (mm) o długości fali. Promieniowanie FIR jest często stosowane w astronomii, teledetekcji i niektórych zastosowaniach medycznych.

Schemat zakresu długości fali

NIR i Swir razem są czasami nazywane „odbiciem podczerwieni”, podczas gdy MWIR i LWIR są czasami określane jako „podczerwienia termiczna”.

二、 Zastosowania podczerwieni

Nocna wizja

Podczerwień (IR) odgrywa kluczową rolę w sprzęcie noktowizyjnym, umożliwiając wykrywanie i wizualizację obiektów w środowiskach o słabym świetle lub ciemnym. Tradycyjne urządzenia noktowizyjne, takie jak gogle noktowizyjne lub monokularowe, wzmacniają dostępne światło otoczenia, w tym wszelkie obecne promieniowanie IR. Urządzenia te wykorzystują kserokatodę do konwersji przychodzących fotonów, w tym fotonów IR w elektrony. Elektrony są następnie przyspieszane i wzmacniane w celu utworzenia widzialnego obrazu. Illuminatorzy podczerwieni, które emitują światło IR, są często zintegrowane z tymi urządzeniami, aby zwiększyć widoczność w całkowitej ciemności lub niskim oświetleniu, w których promieniowanie IR jest niewystarczające.

Środowisko słabo światła

Termografia

Promieniowanie w podczerwieni można użyć do zdalnego określenia temperatury obiektów (jeśli emisyjność jest znana). Jest to nazywane termografią lub w przypadku bardzo gorących obiektów w NIR lub widoczne, nazywa się pirometrią. Termografia (obrazowanie termiczne) jest wykorzystywane głównie w zastosowaniach wojskowych i przemysłowych, ale technologia dociera na rynek publiczny w postaci kamer podczerwieni na samochodach ze względu na znacznie obniżone koszty produkcji.

Zastosowania obrazowania termicznego

Promieniowanie w podczerwieni można użyć do zdalnego określenia temperatury obiektów (jeśli emisyjność jest znana). Jest to nazywane termografią lub w przypadku bardzo gorących obiektów w NIR lub widoczne, nazywa się pirometrią. Termografia (obrazowanie termiczne) jest wykorzystywane głównie w zastosowaniach wojskowych i przemysłowych, ale technologia dociera na rynek publiczny w postaci kamer podczerwieni na samochodach ze względu na znacznie obniżone koszty produkcji.

Kamery termograficzne wykrywają promieniowanie w zakresie podczerwieni widma elektromagnetycznego (około 9 000–14 000 nanometrów lub 9–14 μm) i wytwarzają obrazy tego promieniowania. Ponieważ promieniowanie w podczerwieni jest emitowane przez wszystkie obiekty w oparciu o ich temperatury, zgodnie z prawem promieniowania czarnego ciała, termografia umożliwia „widzenie” środowiska z widocznym oświetleniem lub bez niego. Ilość promieniowania emitowanego przez obiekt wzrasta wraz z temperaturą, dlatego termografia pozwala zobaczyć zmiany temperatury.

Obrazowanie hiperspektralne

Obraz hiperspektralny jest „obrazem” zawierającym ciągłe spektrum przez szeroki zakres widmowy w każdym pikselu. Obrazowanie hiperspektralne zyskuje na znaczeniu w dziedzinie stosowanej spektroskopii, szczególnie w regionach widmowych NIR, SWIR, MWIR i LWIR. Typowe zastosowania obejmują pomiary biologiczne, mineralogiczne, obrony i przemysłowe.

Obraz hiperspektralny

Termiczna obrazowanie hiperspektralne w podczerwieni można wykonać podobnie za pomocą aparatu termograficznego, z podstawową różnicą, że każdy piksel zawiera pełne widmo LWIR. W związku z tym identyfikacja chemiczna obiektu można wykonać bez potrzeby zewnętrznego źródła światła, takiego jak Słońce lub Księżyc. Takie kamery są zwykle stosowane do pomiarów geologicznych, nadzoru na zewnątrz i zastosowań UAV.

Ogrzewanie

Promieniowanie podczerwieni (IR) można rzeczywiście wykorzystać jako celowe źródło grzewcze w różnych zastosowaniach. Wynika to przede wszystkim z zdolności promieniowania IR do bezpośredniego przenoszenia ciepła do obiektów lub powierzchni bez znacznego podgrzewania otaczającego powietrza. Promieniowanie podczerwieni (IR) można rzeczywiście wykorzystać jako celowe źródło grzewcze w różnych zastosowaniach. Wynika to przede wszystkim z zdolności promieniowania IR do bezpośredniego przenoszenia ciepła do obiektów lub powierzchni bez znacznego podgrzewania otaczającego powietrza.

Źródło ogrzewania

Promieniowanie podczerwieni jest szeroko stosowane w różnych procesach ogrzewania przemysłowego. Na przykład w produkcji lampy IR lub paneli są często stosowane do materiałów cieplnych, takich jak tworzywa sztuczne, metale lub powłoki, do utwardzania, suszenia lub formowania. Promieniowanie IR może być precyzyjnie kontrolowane i ukierunkowane, umożliwiając wydajne i szybkie ogrzewanie w określonych obszarach.