1. Promieniowanie podczerwieni
Promieniowanie w podczerwieni, znane równie? jako promieniowanie termiczne podczerwieni, ma silny efekt termiczny. Substancje powy?ej bezwzgl?dnego zera (0 K, to znaczy, - 273.15 ℃) mog? generowa? promienie podczerwieni, których cz?stotliwo?? jest ni?sza ni? w przypadku ?wiat?a widzialnego i jest niewidoczna dla nagiego oka.
Widmo ?wiat?a podczerwieni znajduje si? poza widmem widocznym na wykresie widmowym, z d?ugo?ciami fali od 0,8 μm do 50 μm, co jest d?u?sze ni? widmo widzialne (0,4 μm do 0,8 μm).
Wi?c jaki jest zwi?zek mi?dzy d?ugo?ci? fali a cz?stotliwo?ci??
λ = C/F, gdzie C jest pr?dko?ci? ?wiat?a 3,0 × 108 m/s, a λ jest d?ugo?ci? fali.
Na przyk?ad: Cz?stotliwo?? ?wiat?a widzialnego wynosi w przybli?eniu mi?dzy 4x1014 Hz ~ 8x1014 Hz.
2. Promieniowanie podczerwieni - Okno atmosferyczne
Ró?ne gazy tworz?ce atmosfer? Ziemi poch?ania wi?kszo?? promieniowania podczerwieni, pozostawiaj?c tylko wykrywalne promieniowanie podczerwieni.
W?ród nich cz??? z wy?sz? transmitancj? nazywa si? ?oknem atmosferycznym promieniowania podczerwieni”.
W krótkiej - fala, medium - Warzenie i d?ugie - fali spektralne g?ówne okna atmosferyczne wynosz? odpowiednio 0,7 ~ 2,5 μm, 3 ~ 5 μm i 8 ~ 14 μm;
Pasmo wykrywalno?ci nieskr?powanego d?ugiego detektora w podczerwieni, wynosi 8 ~ 14 μm.
3. Kompozycja obrazu termicznego na podczerwień:
①. Obiektyw w podczerwieni: jest u?ywany g?ównie do odbierania i skupienia ?wiat?a podczerwieni emitowanego przez badany obiekt.
②. Zespó? detektora w podczerwieni: jest wykorzystywany przede wszystkim do konwersji sygna?ów promieniowania podczerwieni odbieranych przez soczewki podczerwieni na sygna?y elektryczne.
③. Komponenty elektroniczne: s? wykorzystywane przede wszystkim do przetwarzania sygna?ów elektrycznych.
④. Komponent wy?wietlania: jest u?ywany przede wszystkim do wy?wietlania sygna?ów elektrycznych jako obrazów ?wiat?a widzialnego.
⑤. Oprogramowanie: jest u?ywane przede wszystkim do przetwarzania zebranych danych w celu utworzenia odczytów temperatury na obrazach.
4. Bliski podczerwieni (NIR)
Pasmo bliskiego - podczerwieni (NIR) (0,8 μm ~ 1 μm) znajduje si? obok pasma ?wiat?a widzialnego, tu? poza rozpoznawalnym zasi?giem ludzkiego oka, a obrazowanie NIR wykazuje dodatkowe informacje o szczegó?ach obrazu ni? obrazowanie ?wiat?a widzialnego;?
Jak widzialne ?wiat?o, Lampka NIR jest równie? odbijana, wi?c obrazy, które widzimy z czujników NIR, to g?ównie odbite ?wiat?o s?oneczne;
Zastosowania:?
W dzisiejszych czasach czujniki CMOS mog? g?ównie pokry? opask? blisk? - podczerwieni, z ?wiat?em wype?nienia w podczerwieni, laserowym ?wiat?em wype?nienia, mo?esz zrealizowa? funkcj? noktowizyjn?, g?ównie u?ywan? w kamerach bezpieczeństwa i urz?dzeniach noktowizyjnych;?
W pobli?u - podczerwień pojawia si? równie? na obecnych smartfonach, aby ulepszy? rozpoznawanie twarzy zdolno?? aparatu telefonu komórkowego;
4. Krótka fala podczerwieni (SWIR)?
Krótka podczerwień fali (SWIR) jest podobna do ?wiat?a widzialnego i mo?e by? odbijana i wch?oni?ta przez obiekty, tworz?c obrazy z cieniami i kontrastami mi?dzy ?wiat?em i ciemno?ci?;?
Pary wodne, mg?a i niektóre materia?y, takie jak silikon, s? dobrymi mediami na obrazy SWIR;?
Swir ma równie? zdolno?? penetracji szk?a i tworzyw sztucznych;?
Mo?na wykry? gor?ce plamy, z typowymi temperaturami od 500 do 3000 stopni Celsjusza. Typowa temperatura wynosi mi?dzy 500 ~ 3000 ℃;?
Zastosowania:?
Mo?e by? stosowany w kamerze nadzoru poprzez dym, zamglenie i mg??;?
Mo?e by? u?ywane w dziedzinie wizji maszynowej w celu zapewnienia kontroli, klasyfikacji i kontroli jako?ci;?
Krzemowy wykrywanie obrazowania pó?przewodników i analiza awarii;?
Mo?e by? u?ywane na polu wojskowym.
5. Mid fali w podczerwieni (MwiR)?
Zalety:?
High sensitivity and resolution: Cooled detector with low noise, thermal sensitivity (NETD) <20mK, and excellent detail resolution;?
Strong atmospheric penetration: MWIR has high transmittance in specific atmospheric windows (e.g., 3-5 μm), and is suitable for long-distance observation because it is less affected by interference from fog, smoke and soot.
Zak?ócenia ?wiat?a przeciwbackiego: w porównaniu z LWIR, w ?rodkowej fali jest mniej wp?ywowe odbicie ?wiat?a s?onecznego, co sprawia, ?e ??obraz jest bardziej stabilny w ci?gu dnia i zmniejsza problem ?blasku s?onecznego i oparzeń”.
Szeroki zakres dynamiczny: odpowiedni do przechwytywania zarówno celów wysokiej, jak i niskiej temperatury.
Szybki czas reakcji: ch?odzony detektor z krótkim czasem reakcji, mo?e wykona? wysok? liczb? klatek na sekund? 100 Hz.
Wady:?
Wysoka wra?liwo?? i rozdzielczo??: ch?odzone detektory nale?y sparowa? z ch?odnic? Stirling, z?o?on? struktur?, wysokimi kosztami konserwacyjnymi, cena jest zwykle 5 - 10 razy wi?ksza ni? w przypadku nieograniczonej kamery obrazowej.
Du?y rozmiar i zu?ycie energii: Uk?ad ch?odniczy powoduje niepor?czny sprz?t, s?ab? przeno?no?? i wymaga czasu ch?odzenia na pocz?tek (zwykle kilka minut), co czyni go nieodpowiednim do szybkiego wdra?ania.
Ograniczenia ?rodowiskowe: Mechaniczne elementy ch?odnicy s? podatne na awari? w ?rodowiskach ekstremalnych temperatur i mog? by? mniej niezawodne ni? bezczelne kamery.
Skomplikowana konserwacja: Agregatory ch?odnicze maj? ca?e ?ycie (np. Oko?o 10 000 godzin na ch?odnic? Stirling) i wymagaj? regularnej konserwacji lub wymiany, zwi?kszaj?c koszty w?asno?ci.
Zastosowania:?
W przypadku widzenia maszynowego, wykrywania gazu, monitorowania jako?ci ?rodowiskowej i powietrza;?
Przewodniki rakietowe, Wyszukiwanie i ?ledzenie w podczerwieni powietrznej (Irst).
6. Long Wave Infrared (LWIR)?
Zalety:?
Nie ma potrzeby ch?odzenia, niski koszt: eliminuje potrzeb? urz?dzenia ch?odnictwa, prostej struktury sprz?tu, niewielkiej wielko?ci, lekkiej, niedrogiej ceny.
Niezwykle przystosowalne do ?rodowiska: szeroki zakres temperatury roboczej (- 40 ° C ~+85 ° C), brak czasu ch?odzenia, gotowy do u?ycia od razu po pude?ku, wibracje - odporny, odpowiedni dla ?rodowisk pola lub trudnych.
Niskie zu?ycie energii i d?uga ?ywotno??: Zu?ycie energii mo?e by? tak niskie jak 1 W lub mniej (np. Zintegrowana kamera obrazowania termicznego z??cza komórkowego), ?ywotno?? detektora do 100 000 godzin, bardzo niskie koszty konserwacji.
Wszystkie - Zdolno?? pogodowa: Nie ma wp?ywu o?wietlenie dzień i noc, silna zdolno?? do penetracji dymu i py?u (ale s?abszej ni? MwiR), odpowiednia do monitorowania nocnego lub wyszukiwania i ratowania.
Wady:?
Low sensitivity: usually 30~50mK, lower than cooling type (<20mK), weak detail resolution, easy to overexpose high-temperature targets (need dynamic range adjustment).
Slow response speed: frame rate is usually ≤60Hz, not suitable for ultra-high-speed dynamic scenes (such as ballistic tracking).
Oczywist? zak?ócenia ?rodowiska: podatna na silne zak?ócenia odbicia ?wiat?a s?onecznego (takie jak woda, odbicie szk?a), degradacja wydajno?ci ?rodowiska o wysokiej wilgotno?ci.
Ograniczona wydajno?? na d?ugich odleg?o?ciach: absorpcja atmosferyczna (para wodna, pasma absorpcji CO?) prowadzi do wi?kszego t?umienia transmisji fali na du?e (> 1 km), a efekt obserwacji jest s?abszy ni? w przypadku ?redniego ch?odzenia fali.
Zastosowania:?
Cywilne: Budowanie kontroli termicznej, kontrola sprz?tu elektrycznego, wtyczka do obrazowania termicznego smartfonów - IN, pomiar temperatury medycznej, kamery nadzoru, widzenie w nocy dron, poszukiwanie i ratowanie stra?acki.
Wojsko: Man - Przeno?ne urz?dzenie noktowizyjne, niski - kosztowy sprz?t rozpoznawczy.