Применение технологии инфракрасного тепловидения в гражданской сфере
Поскольку все объекты выше абсолютного нуля излучают инфракрасный свет, технология инфракрасного тепловидения заключается в поглощении инфракрасного света, излучаемого целевым объектом, а затем преобразует световой сигнал в электрический сигнал, то есть преобразует инфракрасное излучение, невидимое невооруженным глазом, в видимое изображение. В то же время существует три инфракрасных окна атмосферы: 1–3 мкм (коротковолновое), 3–5 мкм (средневолновое) и 8–14 мкм (длинноволновое). Инфракрасное тепловидение обычно работает в средневолновом инфракрасном и длинноволновом инфракрасном диапазонах.
Данная технология широко применяется в различных сферах и имеет следующие характеристики:
(1) Диапазон измерения температуры широк, обычно - 170 ~ 2000 ℃ (или необходимо добавить фильтр);
(2) Точность обнаружения высокая, а разрешение составляет менее 0,1 ℃ при температуре;
(3) Время отклика короткое, температурное поле объекта можно измерить за несколько секунд;
(4) Его можно использовать для измерения небольших целей или указания на целевые объекты;
(5) Это пассивное измерение, которое не повредит поле измерения температуры (расстояние измерения температуры может быть близким или далеким, от нескольких сантиметров до астрономических расстояний).
Инфракрасное изображение может использоваться в строительстве инфраструктуры, городском управлении, промышленном производстве, контроле дорожного движения, разведке ресурсов, инспекции и карантине, пожарной безопасности и других областях, и спрос на рынке широк. Благодаря широкому применению и большому удобству для производства и быта рыночный спрос на инфракрасную визуализацию может сохранить устойчивую и стабильную тенденцию роста в будущем. В дополнение к традиционным отраслям применения появятся новые потребности рынка, которые станут новой точкой роста рынка инфракрасной визуализации.
В настоящее время применение технологии инфракрасного тепловидения становится все более популярным, охватывая многие области, такие как гражданская авиация, безопасность, защита границ, промышленность, строительство, транспорт, наружная работа и автоматизация. Ниже подробно описаны применения инфракрасного тепловидения в семи областях.
1. Гражданская авиация
Благодаря постоянному развитию современной авиационной науки и техники безопасность гражданских самолетов становится все выше и выше. После оснащения комплексной системой наблюдения (ИСС) самолет может предоставлять экипажу полную информацию о наземном и воздушном движении, полетной метеорологии, сложных формах рельефа и другую информацию, что постоянно повышает его способность воспринимать воздушную среду.
Однако система МКС решает лишь проблемы безопасности самолета при полете в воздухе; он не может обеспечить эффективные решения проблем безопасности при приземлении или нахождении на взлетно-посадочной полосе в условиях плохой видимости, таких как сильный туман или гроза. Существующая система МКС имеет два недостатка: во-первых, пилот не может быть полностью проинформирован о ситуации на взлетно-посадочной полосе при приземлении самолета; во-вторых, самолет не может обнаруживать и распознавать окружающую среду при движении по взлетно-посадочной полосе, что часто приводит к столкновениям с другими воздушными судами, травмированию наземного персонала и другим катастрофам.
Этот недостаток можно компенсировать установкой инфракрасной системы помощи под передней частью самолета. Поскольку технология инфракрасного тепловидения позволяет обнаруживать и идентифицировать взлетно-посадочную полосу и окружающую среду, уровень взлета и посадки самолета можно улучшить за счет навигации с помощью инфракрасных визуальных изображений, тем самым повышая безопасность взлета и посадки самолета.
2. Электроэнергетика
Электроэнергетика в настоящее время является наиболее зрелой и стабильной сферой применения профилактических осмотров. Являясь наиболее эффективным методом онлайн-обнаружения мощности, технология инфракрасного тепловидения позволяет быстро ремонтировать энергетическое оборудование, тем самым эффективно сокращая временные затраты на техническое обслуживание оборудования и повышая надежность его работы.
Использование инфракрасного тепловидения для проверки мощности имеет множество преимуществ: оно находится вдали от оборудования и имеет высокий уровень безопасности; бесконтактное измерение температуры не влияет на работу оборудования; высокая скорость сканирования экономит время; имеет широкий диапазон измерения температуры и высокую точность; тщательный мониторинг позволяет точно обнаружить дефекты оборудования. Генерация, распределение и подстанции в важных районах могут быть оснащены высококачественным оборудованием для инфракрасного мониторинга.
3. Предупреждение лесных пожаров и экологический мониторинг.
Информация о температуре поверхности объекта может быть извлечена и количественно определена из изображения цели, наблюдаемого тепловизионной камерой. Эту функцию можно использовать в сфере пожарной безопасности. На большой площади леса незаметно скрытые пожары легко могут стать причиной крупных пожаров, их трудно обнаружить вовремя только путем ручного наблюдения, и это привело к ситуации, которую при обнаружении трудно контролировать.
Высокочувствительный инфракрасный тепловизор может выполнять анализ объекта мониторинга в режиме реального времени, устанавливая верхний предел целевой температуры. Если целевая температура достигнет установленного верхнего предела, будет выдано тревожное сообщение, что позволит быстро определить местоположение и масштаб точки возгорания и ликвидировать лесной пожар на стадии зарождения, тем самым устраняя опасность пожара.
4. Медицинская сфера
Само тело человека также является источником инфракрасного излучения, а клетки его тканей генерируют тепло и передают его поверхности тела в процессе обмена веществ. Когда в определенной части тела человека происходят нормальные или патологические изменения, температура поверхности этого места будет отклоняться от нормального значения.
Медицинские инфракрасные камеры могут отобразить эту часть изменений на температурной карте. Медицинская инфракрасная тепловизия, являющаяся неинвазивной, бесконтактной, безрадиационной, зеленой вспомогательной диагностической технологией, обладает характеристиками высокой чувствительности, полноты и быстроты и может играть роль раннего скрининга, ранней диагностики и полной динамической диагностики. мониторинг, тем самым достигая цели «излечения несформировавшейся болезни».
Он известен как одна из пяти основных технологий медицинской визуализации, остальные четыре — это ядерный магнитный резонанс, компьютерная томография, рентген и ультразвук. Основные области применения медицинской инфракрасной тепловизионной технологии включают физическую идентификацию, профилактику/контроль хронических заболеваний (охрана здоровья пожилых людей), профилактику серьезных заболеваний, диагностику распространенных заболеваний, комплексную оценку состояния здоровья, реабилитационные услуги, обследование психического здоровья, дифференциацию синдромов традиционной китайской медицины, оценка эффективности и т. д. Применение этой технологии в медицинской сфере только началось. Наше общество постепенно станет обществом пожилых людей, поэтому тепловизионные камеры имеют огромный рынок применения в медицинской сфере.
5. Мониторинг безопасности
Применение инфракрасной тепловизионной технологии в сфере безопасности включает в себя противоугонный мониторинг, маскировку и распознавание скрытых целей, охранное патрулирование в ночное время и в суровых погодных условиях, охранную работу в ключевых подразделениях, зданиях и складах, мониторинг пожаров, территории и порта. безопасность, наблюдение в аэропортах и другие области. Высококачественное оборудование для инфракрасной визуализации имеет такие преимущества, как высокая маскировка, низкий уровень ложных тревог и отсутствие необходимости в каком-либо вспомогательном источнике света в ночное время.
Порты, аэропорты, атомные электростанции и т. д. являются важными районами, подверженными кражам и даже террористическим атакам. Тепловизор может сыграть важную роль в защите. Аэропорты, гидроэлектростанции, нефтеперерабатывающие заводы, нефте- и газопроводы и любая другая крупная инфраструктура могут иметь границы ограждений длиной в несколько километров. На этом этапе тепловизионные камеры могут предоставить им безопасное решение для сигнализации по периметру. В период атипичной пневмонии в 2003 году при проверках безопасности использовалась технология инфракрасного тепловидения, которая дала хорошие результаты.
Кроме того, тепловизионные камеры также могут использоваться для мониторинга и раннего предупреждения о «низких, медленных и небольших» целях, таких как дроны, авиационные модели и воздушные шары. Поскольку такие цели имеют малую площадь радиолокационного рассеяния и низкую скорость, их трудно контролировать с помощью радиолокационной техники. Технология инфракрасного тепловидения не ограничивается вышеуказанными характеристиками. Он может отслеживать и предупреждать «низкие, медленные и маленькие» цели в воздушном пространстве в режиме реального времени, чтобы обеспечить эффективное обнаружение и изгнание «низких, медленных и малых» целей.
6. Морская сфера
Технология инфракрасного тепловидения эффективна и практична в морской среде и может удовлетворить следующие потребности: безопасность портов, водных путей и прибрежных зон, морская безопасность, обнаружение незаконного проникновения на море, обеспечение соблюдения морского законодательства, борьба с пиратством и обнаружение угроз, защита рыболовного флота, слежение за судами, наблюдение, поисково-спасательные операции и охрана окружающей среды. Даже объекты, которые не могут быть обнаружены радиолокационными системами (например, парусники, деревянные лодки и плавучие объекты), можно обнаружить с помощью технологии инфракрасного тепловидения.
Тепловизионные камеры могут обеспечить «систему раннего предупреждения» об распространенных опасностях, показывая невидимую тепловую энергию от потенциальных опасностей, включая плавучие объекты, движение авиакомпаний, стоящие на якоре корабли, малые суда и искусственные конструкции, такие как пирсы. Они также могут идентифицировать айсберги и мелкоплавающих китов.
Тепловизионные камеры могут помочь танкерам безопасно перемещаться по покрытым льдом водам и видеть все в ночное время, включая любые детали на других судах, такие как кабины, мосты, якоря и многое другое. В то же время его также можно использовать для морских поисково-спасательных операций. Поисково-спасательные сотрудники могут использовать инфракрасные тепловизионные камеры для точного поиска и определения местоположения пострадавших, а затем успешно проводить подводные поисково-спасательные работы.
Технология инфракрасного тепловидения также может помочь морскому персоналу понять динамику на суше, очертить зоны тревоги вокруг мест преступлений или зон поиска, а также предоставить сотрудникам правоохранительных органов на суше наблюдаемую информацию, что способствует безопасному сотрудничеству морских и прибрежных сотрудников правоохранительных органов. .
7. Промышленное производство
Технология инфракрасного тепловидения также имеет широкий спектр применения в области промышленного производства. Поскольку электронные компоненты становятся все меньше и меньше, становится чрезвычайно сложно точно получить их тепловую информацию. С помощью инфракрасного тепловидения инженеры могут легко визуализировать и количественно оценить тепловые изображения производственного оборудования. В то же время на ранних этапах проектирования схем тепловидение можно использовать для предварительной оптимизации конструкции.
Когда микроскоп сочетается с технологией инфракрасного тепловидения, он становится тепловизионным микроскопом, который может точно измерять температуру объектов размером до 3 мкм. Используя тепловизионные микроскопы, исследователи могут бесконтактно определять термические свойства компонентов и полупроводниковых подложек.
Технология инфракрасного тепловидения может помочь автомобильным инженерам улучшить конструкцию систем подушек безопасности, проверить эффективность систем обогрева и охлаждения, количественно оценить влияние теплового удара на износ шин, проверить качество работы соединений и сварных швов и многое другое. Исследования и разработки новых лекарств также могут выиграть от инфракрасной технологии. Ученые изучают изменения, происходящие в чашке для титрования, наблюдая за изменениями температуры при химических реакциях. С помощью технологии инфракрасного тепловидения обрабатывающая промышленность может сократить цикл исследований и разработок и улучшить качество продукции, тем самым увеличивая прибыль компании.
Инфракрасный неразрушающий контроль — широко используемый метод оценки свойств материалов, комплектующих изделий и систем без повреждения объекта контроля. Технология инфракрасного тепловидения может не только выполнять различные расширенные проверки, такие как неразрушающий контроль, картирование напряжений и обнаружение поверхностных трещин, но также может использоваться для обнаружения небольших перепадов температур до 1 мК. Инфракрасный НК может обнаруживать внутренние дефекты путем наблюдения температурных различий на поверхности мишени на основе ее возбуждения. Этот метод полезен для обнаружения пустот, расслоения и окклюзии воды в композитах.
Стресс-тесты и испытания на усталость являются распространенными методами испытаний в машиностроении и материаловедении, но они могут предоставить лишь ограниченную информацию о сложных конструкциях. Инфракрасное тепловидение для картирования тепловых напряжений может обеспечить одновременно тысячи измерений напряжений, даже для геометрически сложных компонентов. Этот метод предоставляет исследователям более своевременную и полную информацию по сравнению с тензодатчиками.
После многих лет накопления технология инфракрасного тепловидения реализовала функциональную модульность, миниатюризацию, электронизацию и полную автоматизацию и обладает характеристиками высокой чувствительности, быстрого реагирования, безвредности для человеческого организма, простоты обслуживания и длительного срока службы.
Технология неохлаждаемого тепловидения широко используется в мониторинге промышленного производства, правоохранительной деятельности в области общественной безопасности, безопасном городском строительстве, вспомогательной медицинской диагностике, дистанционном зондировании гражданских спутников, профилактической диагностике и обслуживании оборудования, правоохранительных органах на море, исследовании дальнего космоса галактики и в таких гражданских областях, как в качестве помощи водителю.
Благодаря постоянному развитию технологии охлаждаемых инфракрасных детекторов стоимость высокопроизводительных инфракрасных детекторов большой площади, высокой надежности и высокого разрешения будет постепенно снижаться, что делает охлаждаемые инфракрасные тепловизионные камеры все более популярными в высококлассных гражданских устройствах. поля.
С широким применением технологии инфракрасного тепловидения также растет спрос на инфракрасные линзы . Если вам нужны инфракрасные линзы, пожалуйста, свяжитесь с нами .
QUANHOM является профессиональным поставщиком оптических линз и компонентов на заказ . Наша команда устраняет разрыв между превосходной производительностью и ограниченным бюджетом, особенно когда мы участвуем в проектах, сочетающих высокую точность. Продукция включает в себя инфракрасные оптические сборки для VIS/SWIR/MWIR/LWIR, окуляры, инфракрасные линзы (от моноскопических до быстропереключающихся между многопольными и непрерывными инфракрасными линзами) и т.д.