一、 Bežne používaná schéma infračerveného systému

Jedna bežne používaná schéma subdodávateľa infračerveného (IR) žiarenia je založená na rozsahu vlnových dĺžok. IR spektrum je všeobecne rozdelené do nasledujúcich oblastí:

Blízko infračervenej (NIR):Táto oblasť sa pohybuje od približne 700 nanometrov (NM) do 1,4 mikrometrov (μM) vo vlnovej dĺžke. Žiarenie NIR sa často používa pri diaľkovom snímaní, telekomunikácia z optických vlákien z dôvodu nízkych straty útlmu v médiu SIO2 skla (oxid kremičitého). Intenzifikátory obrazu sú citlivé na túto oblasť spektra; Príklady zahŕňajú zariadenia Night Vision, ako sú okuliare Night Vision. Ďalšou bežnou aplikáciou je takmer infračervená spektroskopia.

Infračervená dĺžka s krátkou vlnovou dĺžkou (SWIR):Známy tiež ako „krátkovlnná infračervená“ alebo „swir“ oblasť sa rozširuje od asi 1,4 μm do 3 μm. Žiarenie SWIR sa bežne využíva pri aplikáciách zobrazovania, sledovania a spektroskopie.

Infračervená vlnová dĺžka (MWIR):Oblasť MWIR sa týka približne 3 μm do 8 μm. Tento rozsah sa často používa v systémoch tepelného zobrazovania, vojenského zacielenia a detekčných systémov plynu.

Infračervené dĺžky s dlhou vlnovou dĺžkou (LWIR):Oblasť LWIR pokrýva vlnové dĺžky od približne 8 μm do 15 μm. Bežne sa používa pri tepelnom zobrazovaní, v systémoch nočného videnia a nekontaktných meraní teploty.

Vzdialená infračervená (FIR):Táto oblasť sa rozširuje od približne 15 μm do 1 milimetra (mm) vo vlnovej dĺžke. Žiarenie FIR sa často používa v astronómii, diaľkovom snímaní a určitých lekárskych aplikáciách.

Diagram na vlnovej dĺžke

NIR a SWIR sa niekedy nazývajú „odrazené infračervené“, zatiaľ čo MWIR a LWIR sa niekedy označujú ako „tepelný infračerv“.

二、 Aplikácie infračerveného

Nočné videnie

Infračervená (IR) hrá rozhodujúcu úlohu v zariadení nočného videnia, čo umožňuje detekciu a vizualizáciu objektov v prostredí s nízkym osvetlením alebo tmavým. Tradičné intenzifikácie obrazu Nočné viditeľné zariadenia, ako sú okuliare Nočné videnie alebo monokulárne, zosilňujú dostupné okolité svetlo vrátane akéhokoľvek prítomného IR žiarenia. Tieto zariadenia používajú fotokatód na prevod prichádzajúcich fotónov vrátane IR fotónov na elektróny. Elektróny sa potom zrýchlia a zosilnia, aby sa vytvoril viditeľný obraz. Infračervené iluminátory, ktoré emitujú IR svetlo, sú často integrované do týchto zariadení, aby sa zvýšila viditeľnosť v úplnej tme alebo podmienkach s nízkym osvetlením, kde okolité IR žiarenie je nedostatočné.

Prostredie s nízkym svetlom

Termografia

Infračervené žiarenie sa môže použiť na diaľkové určenie teploty objektov (ak je známa emisivita). Toto sa nazýva termografia alebo v prípade veľmi horúcich predmetov v NIR alebo viditeľné, nazýva sa pyrometria. Thermografia (tepelné zobrazovanie) sa používa hlavne vo vojenských a priemyselných aplikáciách, ale táto technológia sa dosahuje na verejný trh vo forme infračervených kamier na automobiloch z dôvodu výrazne znížených výrobných nákladov.

Tepelné zobrazovacie aplikácie

Infračervené žiarenie sa môže použiť na diaľkové určenie teploty objektov (ak je známa emisivita). Toto sa nazýva termografia alebo v prípade veľmi horúcich predmetov v NIR alebo viditeľné, nazýva sa pyrometria. Thermografia (tepelné zobrazovanie) sa používa hlavne vo vojenských a priemyselných aplikáciách, ale táto technológia sa dosahuje na verejný trh vo forme infračervených kamier na automobiloch z dôvodu výrazne znížených výrobných nákladov.

Termografické kamery detegujú žiarenie v infračervenom rozsahu elektromagnetického spektra (približne 9 000 - 14 000 nanometrov alebo 9–14 μm) a vytvárajú obrazy tohto žiarenia. Pretože infračervené žiarenie je emitované všetkými objektmi založenými na ich teplotách, podľa zákona o radiačnom stave čierneho tela, termografia umožňuje „vidieť“ prostredie s viditeľným osvetlením alebo bez viditeľného. Množstvo žiarenia emitovaného objektom sa zvyšuje s teplotou, preto termografia umožňuje vidieť zmeny teploty.

Prepadnutie

Hyperspektrálny obrázok je „obrázok“ obsahujúci súvislé spektrum cez široký spektrálny rozsah v každom pixele. Hyperspektrálne zobrazovanie získava význam v oblasti aplikovanej spektroskopie, najmä s spektrálnymi oblasťami NIR, SWIR, MWIR a LWIR. Typické aplikácie zahŕňajú biologické, mineralogické, obranné a priemyselné merania.

Hyperspektrálny obraz

Tepelné infračervené hyperspektrálne zobrazovanie sa môže podobne vykonávať pomocou termografickej kamery, so základným rozdielom, že každý pixel obsahuje úplné LWIR spektrum. V dôsledku toho sa chemická identifikácia objektu môže vykonávať bez potreby vonkajšieho zdroja svetla, ako je slnko alebo mesiac. Takéto fotoaparáty sa zvyčajne používajú na geologické merania, vonkajší dohľad a aplikácie UAV.

Ohrievanie

Infračervené (IR) žiarenie môže byť skutočne použité ako úmyselný zdroj zahrievania v rôznych aplikáciách. Je to predovšetkým spôsobené schopnosťou IR žiarenia priamo preniesť teplo na objekty alebo povrchy bez toho, aby sa výrazne zahrieva okolitý vzduch. Infračervené (IR) žiarenie môže byť skutočne použité ako úmyselný zdroj zahrievania v rôznych aplikáciách. Je to predovšetkým spôsobené schopnosťou IR žiarenia priamo preniesť teplo na objekty alebo povrchy bez toho, aby sa výrazne zahrieva okolitý vzduch.

Zdroj vykurovania

Infračervené žiarenie sa široko používa v rôznych procesoch priemyselného vykurovania. Napríklad pri výrobe sa IR lampy alebo panely často používajú na tepelné materiály, ako sú plasty, kovy alebo povlaky, na účely vytvrdzovania, sušenia alebo formovania. IR žiarenie môže byť presne kontrolované a riadené, čo umožňuje účinné a rýchle zahrievanie v konkrétnych oblastiach.