Bežne používaná schéma rozdelenia infračerveného žiarenia

Jedna bežne používaná schéma rozdelenia infračerveného (IR) žiarenia je založená na rozsahu vlnových dĺžok. IR spektrum sa vo všeobecnosti delí na nasledujúce oblasti:

Blízke infračervené žiarenie (NIR):Táto oblasť má vlnovú dĺžku približne od 700 nanometrov (nm) do 1,4 mikrometra (μm). Žiarenie v blízkej infračervenej oblasti (NIR) sa často používa v diaľkovom prieskume Zeme a v optických telekomunikáciách kvôli nízkym stratám útlmu v sklenenom médiu SiO2 (oxid kremičitý). Zosilňovače obrazu sú citlivé na túto oblasť spektra; príklady zahŕňajú zariadenia na nočné videnie, ako sú napríklad okuliare na nočné videnie. Ďalšou bežnou aplikáciou je spektroskopia v blízkej infračervenej oblasti.

Krátkovlnné infračervené žiarenie (SWIR):Tiež známa ako oblasť „krátkovlnného infračerveného žiarenia“ alebo „SWIR“, siaha od približne 1,4 μm do 3 μm. Žiarenie SWIR sa bežne používa v zobrazovacích, monitorovacích a spektroskopických aplikáciách.

Infračervené žiarenie strednej vlnovej dĺžky (MWIR):Oblasť MWIR sa rozprestiera od približne 3 μm do 8 μm. Tento rozsah sa často používa v termovízii, vojenskom zameriavaní a systémoch detekcie plynov.

Dlhovlnné infračervené žiarenie (LWIR):Oblasť LWIR pokrýva vlnové dĺžky od približne 8 μm do 15 μm. Bežne sa používa v termovízii, systémoch nočného videnia a bezkontaktnom meraní teploty.

Ďaleké infračervené žiarenie (FIR):Táto oblasť sa rozprestiera od približne 15 μm do 1 milimetra (mm) vo vlnovej dĺžke. FIR žiarenie sa často používa v astronómii, diaľkovom prieskume Zeme a niektorých lekárskych aplikáciách.

Diagram rozsahu vlnových dĺžok

NIR a SWIR sa niekedy spolu nazývajú „odrazené infračervené žiarenie“, zatiaľ čo MWIR a LWIR sa niekedy označujú ako „tepelné infračervené žiarenie“.

二、Aplikácie infračerveného žiarenia

Nočné videnie

Infračervené (IR) žiarenie zohráva kľúčovú úlohu v zariadeniach na nočné videnie, pretože umožňuje detekciu a vizualizáciu objektov v prostredí so slabým osvetlením alebo v tme. Tradičné zariadenia na nočné videnie so zosilnením obrazu, ako sú okuliare na nočné videnie alebo monokulárne ďalekohľady, zosilňujú dostupné okolité svetlo vrátane akéhokoľvek prítomného infračerveného žiarenia. Tieto zariadenia používajú fotokatódu na premenu prichádzajúcich fotónov vrátane infračervených fotónov na elektróny. Elektróny sa potom zrýchľujú a zosilňujú, čím sa vytvára viditeľný obraz. Infračervené iluminátory, ktoré vyžarujú infračervené svetlo, sú často integrované do týchto zariadení, aby sa zlepšila viditeľnosť v úplnej tme alebo v podmienkach so slabým osvetlením, kde je okolité infračervené žiarenie nedostatočné.

Slabé osvetlenie prostredia

Termografia

Infračervené žiarenie sa dá použiť na diaľkové určenie teploty objektov (ak je známa emisivita). Toto sa nazýva termografia alebo v prípade veľmi horúcich objektov v blízkej infračervenej alebo viditeľnej oblasti sa to nazýva pyrometria. Termografia (termografia) sa používa hlavne vo vojenských a priemyselných aplikáciách, ale táto technológia sa dostáva na verejný trh vo forme infračervených kamier v automobiloch kvôli výrazne zníženým výrobným nákladom.

Aplikácie termovízie

Infračervené žiarenie sa dá použiť na diaľkové určenie teploty objektov (ak je známa emisivita). Toto sa nazýva termografia alebo v prípade veľmi horúcich objektov v blízkej infračervenej alebo viditeľnej oblasti sa to nazýva pyrometria. Termografia (termografia) sa používa hlavne vo vojenských a priemyselných aplikáciách, ale táto technológia sa dostáva na verejný trh vo forme infračervených kamier v automobiloch kvôli výrazne zníženým výrobným nákladom.

Termografické kamery detekujú žiarenie v infračervenom rozsahu elektromagnetického spektra (približne 9 000 – 14 000 nanometrov alebo 9 – 14 μm) a vytvárajú obrazy tohto žiarenia. Keďže infračervené žiarenie je vyžarované všetkými objektmi na základe ich teploty, podľa zákona o žiarení čierneho telesa umožňuje termografia „vidieť“ prostredie s viditeľným osvetlením alebo bez neho. Množstvo žiarenia vyžarovaného objektom sa zvyšuje s teplotou, preto termografia umožňuje vidieť zmeny teploty.

Hyperspektrálne zobrazovanie

Hyperspektrálny obraz je „obrázok“ obsahujúci spojité spektrum v širokom spektrálnom rozsahu v každom pixeli. Hyperspektrálne zobrazovanie nadobúda na význame v oblasti aplikovanej spektroskopie, najmä v spektrálnych oblastiach NIR, SWIR, MWIR a LWIR. Medzi typické aplikácie patria biologické, mineralogické, obranné a priemyselné merania.

Hyperspektrálny obraz

Termografické infračervené hyperspektrálne zobrazovanie sa dá podobne vykonávať pomocou termografickej kamery, s tým zásadným rozdielom, že každý pixel obsahuje celé LWIR spektrum. V dôsledku toho je možné chemickú identifikáciu objektu vykonať bez potreby externého zdroja svetla, ako je Slnko alebo Mesiac. Takéto kamery sa zvyčajne používajú na geologické merania, vonkajší dohľad a aplikácie UAV.

Kúrenie

Infračervené (IR) žiarenie sa skutočne môže použiť ako zámerný zdroj tepla v rôznych aplikáciách. Je to predovšetkým vďaka schopnosti IR žiarenia priamo prenášať teplo na predmety alebo povrchy bez výrazného ohrevu okolitého vzduchu. Infračervené (IR) žiarenie sa skutočne môže použiť ako zámerný zdroj tepla v rôznych aplikáciách. Je to predovšetkým vďaka schopnosti IR žiarenia priamo prenášať teplo na predmety alebo povrchy bez výrazného ohrevu okolitého vzduchu.

Zdroj tepla

Infračervené žiarenie sa široko používa v rôznych priemyselných vykurovacích procesoch. Napríklad vo výrobe sa infračervené lampy alebo panely často používajú na ohrev materiálov, ako sú plasty, kovy alebo nátery, na účely vytvrdzovania, sušenia alebo tvarovania. Infračervené žiarenie je možné presne riadiť a smerovať, čo umožňuje efektívne a rýchle ohrev v špecifických oblastiach.