一、Esquema de subdivisão comumente usado de infravermelho

Um esquema de subdivisão comumente usado da radiação infravermelha (IR) é baseado na faixa de comprimento de onda. O espectro IR é geralmente dividido nas seguintes regiões:

Infravermelho próximo (NIR):Esta região varia de aproximadamente 700 nanômetros (nm) a 1,4 micrômetros (μm) de comprimento de onda. A radiação NIR é frequentemente usada em sensoriamento remoto e telecomunicações de fibra óptica devido às baixas perdas de atenuação no meio de vidro SiO2 (sílica). Os intensificadores de imagem são sensíveis a esta área do espectro; exemplos incluem dispositivos de visão noturna, como óculos de visão noturna. A espectroscopia no infravermelho próximo é outra aplicação comum.

Infravermelho de comprimento de onda curto (SWIR):Também conhecida como região “infravermelho de ondas curtas” ou “SWIR”, ela se estende de cerca de 1,4 μm a 3 μm. A radiação SWIR é comumente utilizada em aplicações de imagem, vigilância e espectroscopia.

Infravermelho de comprimento de onda médio (MWIR):A região MWIR abrange aproximadamente 3 μm a 8 μm. Essa faixa é freqüentemente empregada em sistemas de imagens térmicas, direcionamento militar e detecção de gás.

Infravermelho de comprimento de onda longo (LWIR):A região LWIR cobre comprimentos de onda de cerca de 8 μm a 15 μm. É comumente usado em imagens térmicas, sistemas de visão noturna e medições de temperatura sem contato.

Infravermelho distante (FIR):Esta região se estende de aproximadamente 15 μm a 1 milímetro (mm) de comprimento de onda. A radiação FIR é frequentemente usada em astronomia, sensoriamento remoto e certas aplicações médicas.

Diagrama de faixa de comprimento de onda

NIR e SWIR juntos são às vezes chamados de “infravermelho refletido”, enquanto MWIR e LWIR são às vezes chamados de “infravermelho térmico”.

二、Aplicações de infravermelho

Visão noturna

O infravermelho (IR) desempenha um papel crucial nos equipamentos de visão noturna, permitindo a detecção e visualização de objetos em ambientes com pouca luz ou escuros. Dispositivos tradicionais de visão noturna com intensificação de imagem, como óculos de visão noturna ou monóculos, amplificam a luz ambiente disponível, incluindo qualquer radiação infravermelha presente. Esses dispositivos usam um fotocátodo para converter fótons recebidos, incluindo fótons infravermelhos, em elétrons. Os elétrons são então acelerados e amplificados para criar uma imagem visível. Iluminadores infravermelhos, que emitem luz infravermelha, são frequentemente integrados a esses dispositivos para aumentar a visibilidade na escuridão total ou em condições de pouca luz, onde a radiação infravermelha ambiente é insuficiente.

Ambiente com pouca luz

Termografia

A radiação infravermelha pode ser usada para determinar remotamente a temperatura dos objetos (se a emissividade for conhecida). Isto é denominado termografia, ou no caso de objetos muito quentes no NIR ou visíveis é denominado pirometria. A termografia (imagem térmica) é usada principalmente em aplicações militares e industriais, mas a tecnologia está chegando ao mercado público na forma de câmeras infravermelhas em carros devido à grande redução dos custos de produção.

Aplicações de imagem térmica

A radiação infravermelha pode ser usada para determinar remotamente a temperatura dos objetos (se a emissividade for conhecida). Isto é denominado termografia, ou no caso de objetos muito quentes no NIR ou visíveis é denominado pirometria. A termografia (imagem térmica) é usada principalmente em aplicações militares e industriais, mas a tecnologia está chegando ao mercado público na forma de câmeras infravermelhas em carros devido à grande redução dos custos de produção.

As câmeras termográficas detectam radiação na faixa infravermelha do espectro eletromagnético (aproximadamente 9.000–14.000 nanômetros ou 9–14 μm) e produzem imagens dessa radiação. Como a radiação infravermelha é emitida por todos os objetos com base nas suas temperaturas, de acordo com a lei da radiação do corpo negro, a termografia permite “ver” o ambiente com ou sem iluminação visível. A quantidade de radiação emitida por um objeto aumenta com a temperatura, portanto a termografia permite ver variações de temperatura.

Imagem hiperespectral

Uma imagem hiperespectral é uma “imagem” contendo espectro contínuo através de uma ampla faixa espectral em cada pixel. A imagem hiperespectral está ganhando importância no campo da espectroscopia aplicada, particularmente com regiões espectrais NIR, SWIR, MWIR e LWIR. As aplicações típicas incluem medições biológicas, mineralógicas, de defesa e industriais.

A imagem hiperespectral

A imagem hiperespectral infravermelha térmica pode ser realizada de forma semelhante usando uma câmera termográfica, com a diferença fundamental de que cada pixel contém um espectro LWIR completo. Consequentemente, a identificação química do objeto pode ser realizada sem a necessidade de uma fonte de luz externa, como o Sol ou a Lua. Essas câmeras são normalmente aplicadas para medições geológicas, vigilância externa e aplicações de UAV.

Aquecimento

A radiação infravermelha (IR) pode de fato ser usada como fonte de aquecimento deliberada em diversas aplicações. Isto se deve principalmente à capacidade da radiação infravermelha de transferir calor diretamente para objetos ou superfícies sem aquecer significativamente o ar circundante. A radiação infravermelha (IR) pode de fato ser usada como fonte de aquecimento deliberada em diversas aplicações. Isto se deve principalmente à capacidade da radiação infravermelha de transferir calor diretamente para objetos ou superfícies sem aquecer significativamente o ar circundante.

A fonte de aquecimento

A radiação infravermelha é amplamente utilizada em vários processos de aquecimento industrial. Por exemplo, na fabricação, lâmpadas ou painéis IR são frequentemente empregados para aquecer materiais, como plásticos, metais ou revestimentos, para fins de cura, secagem ou formação. A radiação IR pode ser controlada e direcionada com precisão, permitindo um aquecimento rápido e eficiente em áreas específicas.