WikiDer > Инфракрасное зрение

Infrared vision

Инфракрасное зрение способность биологических или искусственных систем обнаруживать инфракрасное излучение. Условия тепловизионное зрение и тепловидение,[1][2] также обычно используются в этом контексте, поскольку инфракрасное излучение тела напрямую связано с его температурой: более горячие объекты излучают больше энергии в инфракрасном спектре, чем более холодные.

Человеческое тело, а также многие движущиеся или статические объекты, представляющие военный или гражданский интерес, обычно теплее окружающей среды. Поскольку более горячие объекты излучают больше инфракрасной энергии, чем более холодные, их относительно легко идентифицировать с помощью инфракрасный детектор, день или ночь. Следовательно, термин ночное видение также используется (иногда неправильно использованный) вместо "инфракрасного видения", поскольку одной из первоначальных целей при разработке такого рода систем было обнаружение целей противника в ночное время.[3] Однако, ночное видение касается способности видеть в темноте, но не обязательно в инфракрасный спектр. Фактически оборудование ночного видения может быть изготовлено по одной из двух технологий:[4] усилители света или инфракрасное зрение. Первая технология использует фотокатод для преобразования света (в видимом или ближний инфракрасный части электромагнитного спектра) на электроны, усиливают сигнал и преобразуют его обратно в фотоны. С другой стороны, инфракрасное зрение использует инфракрасный детектор, работающий на средних или длинных волнах (невидимых для человеческого глаза), чтобы улавливать тепло, излучаемое объектом.

Инфракрасный спектр

Инфракрасные диапазоны в электромагнитном спектре.

Целиком электромагнитный спектр выделение инфракрасной части, расположенной между видимыми и радиоволнами, изображено на рисунке. ИК-спектр можно разделить на 5 областей, хотя это определение несколько произвольно и отличается от одного автора к другому.[5][6][7][8] Представленное здесь подразделение основано на комбинации окон атмосферного пропускания, то есть областей длин волн, в которых инфракрасное излучение лучше передается через атмосферу, материалы детектора, используемые для создания инфракрасных датчиков и основных приложений. Таким образом, диапазон ближнего инфракрасного (NIR) диапазона в основном используется в волоконно-оптических телекоммуникационных системах, поскольку кремнезем (SiO2) обеспечивает среду с низкими затухающими потерями для инфракрасного излучения, в то время как диапазон коротковолнового инфракрасного излучения (SWIR) позволяет работать в сетях дальней связи (дистанционное зондирование) с использованием комбинации материалов детекторов. Средневолновый инфракрасный (MWIR) и длинноволновый инфракрасный (LWIR) диапазоны находят применение в инфракрасной термографии для военных или гражданских приложений, например идентификация сигнатуры цели, наблюдение, оценка неразрушающего контроля и т. д. Полоса очень длинных волн инфракрасного излучения (VLWIR) используется в спектроскопии и астрономии.

Инфракрасные спектральные диапазоны.

Полоса MWIR предпочтительна при осмотре объектов с высокой температурой, а полоса LWIR - при работе с объектами, близкими к комнатной. Другими важными критериями выбора диапазона являются:[9] рабочее расстояние, режим работы в помещении и на улице, температура и коэффициент излучения исследуемых тел. Например, длинные волны (LWIR) предпочтительны для работы на открытом воздухе, так как они меньше подвержены влиянию солнечного излучения. Камеры LWIR обычно представляют собой неохлаждаемые системы, использующие микроболометры с матрицей в фокальной плоскости, обычно используемые в промышленных ИК-приложениях, хотя также существуют охлаждаемые камеры LWIR, в которых используются детекторы на основе ртутно-кадмиевого теллура (MCT). Напротив, большинство камер MWIR требует охлаждения с использованием жидкого азота или охладителя цикла Стирлинга.[10] Охлаждение примерно до -196 ° C (77 K) обеспечивает отличное тепловое разрешение, но может ограничить диапазон приложений контролируемой средой.

Приложения

Инфракрасное видение широко используется военными для ночное видение, навигация, наблюдение и нацеливание. В течение многих лет он медленно развивался из-за высокой стоимости оборудования и низкого качества доступных изображений. С момента разработки первого рекламного ролика инфракрасные камеры Однако во второй половине 1960-х годов появление новых поколений инфракрасных камер в сочетании с растущей мощностью компьютеров открывает новые захватывающие возможности для гражданских (и военных) приложений, и это лишь некоторые из них:[11] здания и инфраструктура,[12] произведения искусства,[13] аэрокосмические компоненты[14] и процессы, обслуживание,[15] обнаружение и описание дефектов, правоохранительные органы, наблюдение и общественные службы, медицинское и ветеринарное тепловидение. Электронный метод, использующий инфракрасное зрение для «наблюдения» тепловой энергии, для отслеживания температуры и тепловых структур, называется инфракрасной термографией.

14 февраля 2013 г. исследователи разработали нервный имплант это дает крысы способность чувствовать инфракрасный свет, который впервые дает живые существа с новыми способностями, вместо того, чтобы просто заменять или дополнять существующие способности.[16]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ «тепловидение» Encarta World English Dictionary [Выпуск для Северной Америки] © & (P) 2007 Корпорация Microsoft. 17 апреля 2008 г., Encarta В архиве 2009-11-01 в WebCite. В архиве 2009-11-01.
  2. ^ "Тепловизионное изображение" Cambridge University Press, 2008 г. 17 апреля 2008 г., Кембридж.
  3. ^ "бак". Британская энциклопедия. 2008. Британская энциклопедия онлайн. 17 апреля 2008 г., Британика.
  4. ^ "Как работает ночное видение" Howstuffworks. 17 апреля 2008 г., Как это работает.
  5. ^ Хадсон Р. Д. 1969, Инфракрасные системы, John Wiley & Sons Inc., США.
  6. ^ Пиотровски Дж. И Рогальский А. 2004, "Детекторы неохлаждаемых длинноволновых инфракрасных фотонов", Инфракрасный физ. Technol., 46:115–131.
  7. ^ Рогальский А. и Хшановский К. 2002, «Инфракрасные устройства и методы», предоставленный документ: Оптоэлектроника Обзор, 10(2):111–136.
  8. ^ Ruddock W. 2004, «Инфракрасная визуализация и операция на открытом сердце», с сайта InfraredThermography.com, Advanced Infrared Resources [онлайн]: доступ 28 июня 2004 г.
  9. ^ Мальдаг Х. П. 2001, Теория и практика инфракрасной технологии неразрушающего контроля, John Wiley & Sons, N.Y.
  10. ^ "Как работают двигатели Стирлинга" Howstuffworks. 17 апреля 2008 г., Как это работает.
  11. ^ ndt.net
  12. ^ Гарзиера Р., Амабили М. и Коллини Л. "Методы мониторинга состояния конструкций исторических зданий", Proc. IV Панамериканская конференция по NDE, [CD-ROM], Буэнос-Айрес, Аргентина, 22–27 октября 2007 г. [доступно на сайте:http://www.ndt.net/article/panndt2007/papers/141.pdf]
  13. ^ Гринзато Э. «Температурный мониторинг произведений искусства - здоровье людей», 16-я Всемирная конференция по неразрушающему контролю, 16-я Всемирная конференция по неразрушающему контролю, [CD-rom], Монреаль (Квебек), 30 августа - 3 сентября 2004 г. [доступно на сайте: http://www.ndt.net/article/wcndt2004/pdf/thermography_thermal_techniques/34_grinzato.pdf]
  14. ^ Шепард С. М. "Флэш-термография аэрокосмических композитов", Proc. IV Панамериканская конференция по ОСП, [CD-ROM], Буэнос-Айрес, Аргентина, 22–27 октября 2007 г. [доступно на сайте:http://www.ndt.net/article/panndt2007/papers/132.pdf]
  15. ^ Авделидис Н.П., Делегу Е.Т. и Моропулу А. «Термографическая съемка для мониторинга пористого камня», 16-я Всемирная конференция по неразрушающему контролю (WCNDT), [CD-ROM], Монреаль (Квебек), 30 августа - 3 сентября 2004 г. [доступно онлайн : http://www.ndt.net/article/wcndt2004/pdf/thermography_thermal_techniques/804_avde.pdf]
  16. ^ «Имплант дает крысам шестое чувство инфракрасного света». Проводная Великобритания. 14 февраля 2013 г.. Получено 14 февраля 2013.

внешняя ссылка