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巴黎圣母院發生的事情讓這種光電技術更值得研究了!

作為人類共同的文化和歷史財富之一,巴黎圣母院在4月15日由于現場修繕施工不當而不幸起火,塔尖、左塔上半部、玫瑰花窗等慘遭燒毀,大火一直到當天深夜才被熄滅,建筑內外損毀嚴重。如何利用新技術的力量盡可能避免火災的發生?

這已經成為了科技的一個研究課題,紅外熱成像是一種無損檢測技術,它能將不可見的紅外輻射變為可見的熱圖像。這一技術在安防、森林防火、檢驗檢疫、醫療領域、自動駕駛、智慧家居等領域都有著巨大的應用潛能。近年來,紅外熱成像技術取得了長足進步,紅外熱像儀的應用范圍也不斷擴大。

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紅外熱成像運用光電技術檢測物體熱輻射的紅外線特定波段信號,將該信號轉換成可供人類視覺分辨的圖像和圖形,并可以進一步計算出溫度值。紅外熱成像技術使人類超越了視覺障礙,由此人們可以看到物體表面的溫度分布狀況。

先來為大家講講這種技術的原理

物體表面溫度如果超過絕對零度即會輻射出電磁波,隨著溫度變化,電磁波的輻射強度與波長分布特性也隨之改變,波長介于0.75μm到1000μm間的電磁波稱為“紅外線”,而人類視覺可見的“可見光”介于0.4μm到0.75μm。

其中波長為0.78~2.0微米的部分稱為近紅外,波長為2.0~1000微米的部分稱為熱紅外線。紅外線在地表傳送時,會受到大氣組成物質( 特別是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收,強度明顯下降,僅在中波3~5μm及長波8~12μm的兩個波段有較好的穿透率(Transmission),通稱大氣窗口(Atmospheric window),大部份的紅外熱像儀就是針對這兩個波段進行檢測,計算并顯示物體的表面溫度分布。此外,由于紅外線對極大部份的固體及液體物質的穿透能力極差,因此紅外熱成像檢測是以測量物體表面的紅外線輻射能量為主。

照相機成像得到照片,電視攝像機成像得到電視圖像,都是可見光成像。自然界中,一切物體都可以輻射紅外線,因此利用探測儀測定目標的本身和背景之間的紅外線差并可以得到不同的紅外圖像,熱紅外線形成的圖像稱為熱圖。

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在大面積的森林中,火災往往是由不明顯的隱火引發的。這是毀滅性火災的根源,用現有的普通方法,很難發現這種隱性火災苗頭。然而用飛機巡邏,采用紅外熱成像儀,則可以快速有效地發現這些隱火,把火災消滅在最初。

谷物糧倉往往會發生自燃現象,這種自燃現象往往時間長、來勢猛、損失大。目前一般采用溫度計測量其糧倉地溫度變化加以防范。采用熱像儀可以準確判定這些火災的地點和范圍,做到早知道早預防,早撲滅。采用熱像儀方便簡單,速度快,撲滅及時。

紅外熱成像技術曾廣泛用于軍事偵查、航海作業,20世紀60年代以后,民用的熱像儀開始出現。此后,隨著紅外熱成像技術的普及,熱像儀開始在工業、醫用、商業領域逐漸滲透。在互聯網、智能制造加速發展的背景下,紅外熱成像技術搭載機器人、機器視覺等技術,推動各行業生產制造向智能化發展,紅外熱像儀的應用場景由此變得極為遼闊。

行業的繁榮發展需要精進的技術支撐,為了滿足日益增長的市場需要,國內外研究機構、企業持續加大研究力度,不斷攻克技術難關,推出了一款款品質優良的產品。我國在紅外成像技術方面的研究成果雖不及國外,卻也在以往基礎上取得了不小突破,技術水平上升明顯。

日常生活中,火災這樣的意外災害時有發生,而且這種災害多半是由不明顯的隱火引發的,如果我們能即使發現這些隱火,準確的判斷火災的地點,通過煙霧發現著火點,這樣我們就能做到早預防早撲滅,減少很多不必要的損失。一般的普通方法或許很難做到這一點,但是紅外熱成像儀是反映物體表面而成像的,它可以快速有效的發現可能導致火災的隱火,實現上面所說的及時預防防止災害。

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