Infrarød visjon - Infrared vision

Infrarød syn er biologiske eller kunstige systemers evne til å oppdage infrarød stråling . Begrepene termisk syn og termisk avbildning er også ofte brukt i denne sammenhengen siden infrarøde utslipp fra et legeme er direkte relatert til temperaturen: varmere objekter avgir mer energi i det infrarøde spekteret enn kaldere.

Menneskekroppen, så vel som mange bevegelige eller statiske gjenstander av militær eller sivil interesse, er normalt varmere enn omgivelsene. Siden varmere objekter avgir mer infrarød energi enn kaldere, er det relativt enkelt å identifisere dem med en infrarød detektor , dag eller natt. Derfor brukes begrepet nattesyn også (noen ganger misbrukt ) i stedet for "infrarødt syn", siden et av de opprinnelige formålene med å utvikle denne typen systemer var å lokalisere fiendtlige mål om natten. Men nattsyn gjelder evnen til å se i mørket, men ikke nødvendigvis i den infrarøde spekteret . Faktisk kan nattsynsutstyr produseres ved hjelp av en av to teknologier: lysforsterkere eller infrarødt syn. Den tidligere teknologien bruker en fotokatode for å konvertere lys (i de synlige eller nær infrarøde delene av det elektromagnetiske spekteret) til elektroner, forsterke signalet og transformere det tilbake til fotoner. Infrarød visjon derimot, bruker en infrarød detektor som arbeider ved midtre eller lange bølgelengder (usynlig for det menneskelige øyet) for å fange varmen som sendes ut av et objekt.

Det infrarøde spekteret

De infrarøde båndene i det elektromagnetiske spekteret.

Hele det elektromagnetiske spekteret som fremhever den infrarøde delen som ligger mellom det synlige og radiobølgene, er avbildet på figuren. IR -spekteret kan deles inn i 5 regioner, selv om denne definisjonen er noe vilkårlig og den er forskjellig fra en forfatter til en annen. Underavdelingen som presenteres her er basert på en kombinasjon av atmosfæriske transmittansvinduer, dvs. bølgelengderegionene der infrarød stråling overføres bedre gjennom atmosfæren, detektormaterialene som brukes til å bygge de infrarøde sensorene og hovedapplikasjonene. På denne måten brukes Near Infrared (NIR) -båndet for det meste i fiberoptiske telekommunikasjonssystemer siden silika (SiO 2 ) gir et lavt dempningstapmedium for infrarødt, mens Short Wave Infrared (SWIR) -båndet lar deg jobbe med lang- avstandstelekommunikasjon (fjernmåling) ved bruk av en kombinasjon av detektormaterialer. Middels bølgelengde infrarød (MWIR) og lang bølgelengde infrarød (LWIR) bånd finner applikasjoner i infrarød termografi for militære eller sivile applikasjoner, f.eks. Målsignaturidentifikasjon, overvåking, ikke -destruktiv evaluering, etc. Infrarødt bånd med veldig lang bølgelengde (VLWIR) brukes innen spektroskopi og astronomi.

Infrarøde spektralbånd.

MWIR -båndet foretrekkes ved inspeksjon av objekter med høy temperatur og LWIR -båndet når du arbeider med objekter nær romtemperatur. Andre viktige kriterier for valg av bånd er: driftsavstand, innendørs-utendørs drift, temperatur og emissivitet av interessekroppene. For eksempel foretrekkes lange bølgelengder (LWIR) for utendørs bruk siden de er mindre påvirket av stråling fra solen. LWIR -kameraer er vanligvis ukjølte systemer som bruker Focal Plane Array -mikrobolometre som ofte brukes i industrielle IR -applikasjoner, selv om det også finnes avkjølte LWIR -kameraer som bruker Mercury Cadmium Tellurium (MCT) -detektorer. Tvert imot krever de fleste MWIR -kameraer kjøling, enten ved bruk av flytende nitrogen eller en Stirling -sykluskjøler. Avkjøling til omtrent -196 ° C (77 K) gir utmerket termisk oppløsning, men kan begrense bruksområdet til kontrollerte miljøer.

applikasjoner

Infrarød visjon brukes mye av militæret for nattsyn , navigasjon , overvåking og målretting . I årevis utviklet den seg sakte på grunn av de høye kostnadene for utstyret og den lave kvaliteten på tilgjengelige bilder. Siden utviklingen av de første kommersielle infrarøde kameraene i andre halvdel av 1960 -årene, gir imidlertid tilgjengeligheten av nye generasjoner av infrarøde kameraer kombinert med økende datakraft spennende nye sivile (og militære) applikasjoner, for bare å nevne noen: bygninger og infrastruktur, kunstverk, romfartskomponenter og prosesser, vedlikehold, feiloppdagelse og karakterisering, rettshåndhevelse, overvåking og offentlige tjenester, medisinsk og veterinær termisk avbildning. Den elektroniske teknikken som bruker infrarødt syn for å "se" termisk energi, for å overvåke temperaturer og termiske mønstre kalles infrarød termografi.

14. februar 2013 utviklet forskere et nevrale implantat som gir rotter muligheten til å føle infrarødt lys som for første gang gir levende skapninger nye evner, i stedet for å bare erstatte eller forsterke eksisterende evner.

Se også

Referanser

Eksterne linker