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巴黎圣母院发生的事情让这种光电技术更值得研究了!

作为人类共同的文化和历史财富之一,巴黎圣母院在4月15日由于现场修缮施工不当而不幸起火,塔尖、左塔上半部、玫瑰花窗等惨遭烧毁,大火一直到当天深夜才被熄灭,建筑内外损毁严重。如何利用新技术的力量尽可能避免火灾的发生?

这已经成为了科技的一个研究课题,红外热成像是一种无损检测技术,它能将不可见的红外辐射变为可见的热图像。这一技术在安防、森林防火、检验检疫、医疗领域、自动驾驶、智慧家居等领域都有着巨大的应用潜能。近年来,红外热成像技术取得了长足进步,红外热像仪的应用范围也不断扩大。

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红外热成像运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号,将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像和图形,并可以进一步计算出温度值。红外热成像技术使人类超越了视觉障碍,由此人们可以看到物体表面的温度分布状况。

先来为大家讲讲这种技术的原理

物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波,随着温度变化,电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变,波长介于0.75μm到1000μm间的电磁波称为“红外线”,而人类视觉可见的“可见光”介于0.4μm到0.75μm。

其中波长为0.78~2.0微米的部分称为近红外,波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。红外线在地表传送时,会受到大气组成物质( 特别是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收,强度明显下降,仅在中波3~5μm及长波8~12μm的两个波段有较好的穿透率(Transmission),通称大气窗口(Atmospheric window),大部份的红外热像仪就是针对这两个波段进行检测,计算并显示物体的表面温度分布。此外,由于红外线对极大部份的固体及液体物质的穿透能力极差,因此红外热成像检测是以测量物体表面的红外线辐射能量为主。

照相机成像得到照片,电视摄像机成像得到电视图像,都是可见光成像。自然界中,一切物体都可以辐射红外线,因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像,热红外线形成的图像称为热图。

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在大面积的森林中,火灾往往是由不明显的隐火引发的。这是毁灭性火灾的根源,用现有的普通方法,很难发现这种隐性火灾苗头。然而用飞机巡逻,采用红外热成像仪,则可以快速有效地发现这些隐火,把火灾消灭在最初。

谷物粮仓往往会发生自燃现象,这种自燃现象往往时间长、来势猛、损失大。目前一般采用温度计测量其粮仓地温度变化加以防范。采用热像仪可以准确判定这些火灾的地点和范围,做到早知道早预防,早扑灭。采用热像仪方便简单,速度快,扑灭及时。

红外热成像技术曾广泛用于军事侦查、航海作业,20世纪60年代以后,民用的热像仪开始出现。此后,随着红外热成像技术的普及,热像仪开始在工业、医用、商业领域逐渐渗透。在互联网、智能制造加速发展的背景下,红外热成像技术搭载机器人、机器视觉等技术,推动各行业生产制造向智能化发展,红外热像仪的应用场景由此变得极为辽阔。

行业的繁荣发展需要精进的技术支撑,为了满足日益增长的市场需要,国内外研究机构、企业持续加大研究力度,不断攻克技术难关,推出了一款款品质优良的产品。我国在红外成像技术方面的研究成果虽不及国外,却也在以往基础上取得了不小突破,技术水平上升明显。

日常生活中,火灾这样的意外灾害时有发生,而且这种灾害多半是由不明显的隐火引发的,如果我们能即使发现这些隐火,准确的判断火灾的地点,通过烟雾发现着火点,这样我们就能做到早预防早扑灭,减少很多不必要的损失。一般的普通方法或许很难做到这一点,但是红外热成像仪是反映物体表面而成像的,它可以快速有效的发现可能导致火灾的隐火,实现上面所说的及时预防防止灾害。

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