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短波紅外的運(yùn)用

發(fā)布時(shí)間：

　　短波紅外是什么 ?

　　

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　　短波紅外是指波長(zhǎng)在1400nm到3000nm之間的波段，是人肉眼看不見的光譜。現(xiàn)在由于InGaAsI(900nm-1700nm)傳感器的誕生，才使得短波紅外在現(xiàn)實(shí)生活中的到大量的運(yùn)用。但由于InGaAsI傳感器晶元的生產(chǎn)難度級(jí)良品率問題，國(guó)內(nèi)外傳感器的價(jià)格居高不下。例如山西國(guó)惠的GH-FPA00(640X512-15UM)報(bào)價(jià)在13.5萬(wàn)，即使是GH-FPA03(320X256-30UM)也需要7.5萬(wàn)，相比于長(zhǎng)波非制冷機(jī)芯640的不到2萬(wàn)元的價(jià)格，確實(shí)差距巨大，更別提那些不值錢的CMOS相機(jī)。

　　但是短波成像既相對(duì)于可見光成像具有全天候的視覺效果，又相對(duì)于長(zhǎng)波成像能穿過玻璃成像成為可能，更能在對(duì)一些特別物質(zhì)的吸收特性進(jìn)行光譜分析，同時(shí)短波紅外又具有高靈敏度高分辨率、能在夜空輝光下觀測(cè)、晝夜成像、隱蔽照明、能看到隱蔽的激光器和信標(biāo)、無(wú)需低溫制冷、可采用常規(guī)的低成本可見光透鏡、尺寸小、功率低、使它在未來(lái)發(fā)展的成長(zhǎng)空間要相對(duì)于后兩者要高。

　　下面介紹短波紅外在現(xiàn)社會(huì)的一些運(yùn)用：

　　液體和食物檢測(cè)：

　　

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　　上兩對(duì)比圖中都是運(yùn)用短波紅外對(duì)不同物質(zhì)對(duì)光譜的不同吸收特性呈現(xiàn)的畫面，可以更好的為生產(chǎn)勞動(dòng)進(jìn)行品質(zhì)的合格監(jiān)控。

　　2.安防監(jiān)控;

　　

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　　此組對(duì)比圖中運(yùn)用到了短波紅外能夠穿透玻璃進(jìn)行成像的特點(diǎn)，能夠反映出人物本身的樣貌。在安防監(jiān)控中可根據(jù)監(jiān)拍錄像發(fā)現(xiàn)可疑人物的面部影像，能夠更有利于對(duì)案件的偵破。

　　3.半導(dǎo)體和光伏產(chǎn)業(yè)

　　

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　　二組圖是短波成像對(duì)線路板和光伏太陽(yáng)能板的焊接狀況及裂片狀況進(jìn)行的檢測(cè)，線路板和光伏板在通電情況下，各故障單元的顯示狀況和正?；芈返膱D像有很大的差別，軟件根據(jù)圖像采集的數(shù)據(jù)信息，會(huì)很輕松分辨出人眼不易觀察的缺陷。

　　4.醫(yī)藥行業(yè)：

　　

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　　各病變細(xì)胞的檢測(cè)

　　

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　　牙齒表面及搪瓷咬合檢測(cè)。

 

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　　膠囊的糖衣和內(nèi)部檢測(cè)分析。

　　5.電纜檢測(cè)

　　

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　　圖示是發(fā)熱的光纜在短波、可見光、長(zhǎng)波城鄉(xiāng)的各對(duì)比圖，可以輕易的發(fā)現(xiàn)，短波成像在電纜通信故障后更容易對(duì)小范圍、密集程度高的熱像單元進(jìn)行分析診斷。

　　6.國(guó)防和消防安全

　　

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　　短波紅外在夜晚也能夠清晰成像，比長(zhǎng)波圖像的一團(tuán)亮色，更容易區(qū)分目標(biāo)。同時(shí)夜晚也能夠在不同地區(qū)進(jìn)行快速搜救。

　　7.森林防火

　　

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　　上圖是可見光成像和短波成像所拍攝的照片。左圖由于大量的濃煙覆蓋不能夠區(qū)分著火點(diǎn)在哪個(gè)區(qū)域，但是短波成像能夠透過這些煙霧將災(zāi)害更直接的呈現(xiàn)面前，對(duì)下一步的撲滅行動(dòng)給出了具體的目標(biāo)。

　　8.礦物質(zhì)的發(fā)現(xiàn);

　　

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　　根據(jù)礦物含量，不同成分會(huì)吸收光波的量，從而形成不同的反射率?？裳杆侔l(fā)現(xiàn)潛在的礦區(qū)。

　　9.工業(yè)識(shí)別分揀;

　　工業(yè)分揀主要是運(yùn)用在兩個(gè)方面：1同類產(chǎn)品的分級(jí)、2異類產(chǎn)品的分選。傳統(tǒng)的人工識(shí)別分揀主要是根據(jù)目標(biāo)物質(zhì)的物理特性或化學(xué)方式進(jìn)行分揀，既效率低下又浪費(fèi)時(shí)間，但是短波成像可利用其可見光部分的光譜特性進(jìn)行快速、高效的篩選活動(dòng)。

　　

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　　圖示是一種混合塑料的分選設(shè)備?，F(xiàn)在主要塑料的化學(xué)成分分別為PE/PVC/PET。然則各塑料對(duì)特性波長(zhǎng)的光譜的吸收率是不一樣的，再經(jīng)過軟件的數(shù)據(jù)分析對(duì)比，可以快速確定此種材料的成分，再依靠其它的配件裝置可以將選定的目標(biāo)進(jìn)行分離。

　　短波紅外的成像的運(yùn)用還有很多的拓展，需要人們?nèi)ラ_拓和摸索。若是短波探測(cè)器的生產(chǎn)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)成本上的革命性突破，相信短波成像在具有如此多的技術(shù)優(yōu)勢(shì)下在各領(lǐng)域的運(yùn)用都將普及開來(lái)。