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作為人類共同的文化和歷史財(cái)富之一,巴黎圣母院在4月15日由于現(xiàn)場修繕施工不當(dāng)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(dāng)天深夜才被熄滅,建筑內(nèi)外損毀嚴(yán)重。如何利用新技術(shù)的力量盡可能避免火災(zāi)的發(fā)生?
這已經(jīng)成為了科技的一個(gè)研究課題,紅外熱成像是一種無損檢測技術(shù),它能將不可見的紅外輻射變?yōu)榭梢姷臒釄D像。這一技術(shù)在安防、森林防火、檢驗(yàn)檢疫、醫(yī)療領(lǐng)域、自動駕駛、智慧家居等領(lǐng)域都有著巨大的應(yīng)用潛能。近年來,紅外熱成像技術(shù)取得了長足進(jìn)步,紅外熱像儀的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。
紅外熱成像運(yùn)用光電技術(shù)檢測物體熱輻射的紅外線特定波段信號,將該信號轉(zhuǎn)換成可供人類視覺分辨的圖像和圖形,并可以進(jìn)一步計(jì)算出溫度值。紅外熱成像技術(shù)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(shù)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(qiáng)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(shí),會受到大氣組成物質(zhì)(特別是H2O、CO2、CH4 、N2O、O3等)的吸收,強(qiáng)度明顯下降,僅在中波3μ~5μm及長波8~12μm的兩個(gè)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(gè)波段進(jìn)行檢測,計(jì)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(zhì)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(jī)成像得到照片,電視攝像機(jī)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(biāo)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。
在大面積的森林中,火災(zāi)往往是由不明顯的隱火引發(fā)的。這是毀滅性火災(zāi)的根源,用現(xiàn)有的普通方法,很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。然而用飛機(jī)巡邏,采用紅外熱成像儀,則可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火,把火災(zāi)消滅在最初。
谷物糧倉往往會發(fā)生自燃現(xiàn)象,這種自燃現(xiàn)象往往時(shí)間長、來勢猛、損失大。目前一般采用溫度計(jì)測量其糧倉地溫度變化加以防范。采用熱像儀可以準(zhǔn)確判定這些火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍,做到早知道早預(yù)防,早撲滅。采用熱像儀方便簡單,速度快,撲滅及時(shí)。
紅外熱成像技術(shù)曾廣泛用于軍事偵查、航海作業(yè),20世紀(jì)60年代以后,民用的熱像儀開始出現(xiàn)。此后,隨著紅外熱成像技術(shù)的普及,熱像儀開始在工業(yè)、醫(yī)用、商業(yè)領(lǐng)域逐漸滲透。在互聯(lián)網(wǎng)、智能制造加速發(fā)展的背景下,紅外熱成像技術(shù)搭載機(jī)器人、機(jī)器視覺等技術(shù),推動各行業(yè)生產(chǎn)制造向智能化發(fā)展,紅外熱像儀的應(yīng)用場景由此變得極為遼闊。
行業(yè)的繁榮發(fā)展需要精進(jìn)的技術(shù)支撐,為了滿足日益增長的市場需要,國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)持續(xù)加大研究力度,不斷攻克技術(shù)難關(guān),推出了一款款品質(zhì)優(yōu)良的產(chǎn)品。我國在紅外成像技術(shù)方面的研究成果雖不及國外,卻也在以往基礎(chǔ)上取得了不小突破,技術(shù)水平上升明顯。
日常生活中,火災(zāi)這樣的意外災(zāi)害時(shí)有發(fā)生,而且這種災(zāi)害多半是由不明顯的隱火引發(fā)的,如果我們能即使發(fā)現(xiàn)這些隱火,準(zhǔn)確的判斷火災(zāi)的地點(diǎn),通過煙霧發(fā)現(xiàn)著火點(diǎn),這樣我們就能做到早預(yù)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(diǎn),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(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致火災(zāi)的隱火,實(shí)現(xiàn)上面所說的及時(shí)預(yù)防防止災(zāi)害。
我們在為巴黎圣母院的事情嘆息的時(shí)候,更要好好研究光電技術(shù),為以后防止這種悲劇做出一定的貢獻(xiàn)!
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