تطبيق تقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء في المجال المدني

نظرًا لأن جميع الأجسام فوق الصفر المطلق تنبعث منها ضوء الأشعة تحت الحمراء، فإن تقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء هي امتصاص ضوء الأشعة تحت الحمراء الذي يشعه الجسم المستهدف ثم تحويل الإشارة الضوئية إلى إشارة كهربائية، أي تحويل الأشعة تحت الحمراء غير المرئية للعين المجردة إلى إشارة كهربائية. صورة مرئية. في الوقت نفسه، هناك ثلاث نوافذ جوية تعمل بالأشعة تحت الحمراء: 1-3um (موجة قصيرة)، 3-5um (موجة متوسطة)، و8-14um (موجة طويلة). يعمل التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء عادة في نطاقات الأشعة تحت الحمراء متوسطة الموجة والأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة.

وتستخدم هذه التقنية على نطاق واسع في مختلف المجالات، وتتميز بالخصائص التالية:

(1) نطاق قياس درجة الحرارة واسع، عادة -170 ~ 2000 درجة مئوية (أو تحتاج إلى إضافة مرشح)؛

(2) دقة الكشف عالية، والدقة أقل من 0.1 درجة مئوية؛

(3) وقت الاستجابة قصير، ويمكن قياس مجال درجة حرارة الكائن في بضع ثوان؛

(4) يمكن استخدامه لقياس الأهداف الصغيرة أو الإشارة إلى الأشياء المستهدفة؛

(5) إنه قياس سلبي ولن يضر بدرجة الحرارة المراد قياسها في المجال (يمكن أن تكون مسافة قياس درجة الحرارة قريبة أو بعيدة، من بضعة سنتيمترات إلى مسافات فلكية).

يمكن استخدام التصوير بالأشعة تحت الحمراء في بناء البنية التحتية، والإدارة الحضرية، والإنتاج الصناعي، ومراقبة حركة المرور، واستكشاف الموارد، والتفتيش والحجر الصحي، والأمن من الحرائق، وغيرها من المجالات، والطلب في السوق واسع. نظرًا لتطبيقه الواسع والراحة الكبيرة للإنتاج والحياة، قد يحافظ طلب السوق على التصوير بالأشعة تحت الحمراء على اتجاه نمو مستدام ومستقر في المستقبل. بالإضافة إلى صناعات التطبيقات التقليدية، سيكون هناك المزيد من طلبات الأسواق الناشئة التي ستصبح نقطة نمو جديدة لسوق التصوير بالأشعة تحت الحمراء.

في الوقت الحاضر، أصبح تطبيق تكنولوجيا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء أكثر وأكثر شعبية، ويشمل العديد من المجالات مثل الطيران المدني، والأمن، والدفاع عن الحدود، والصناعة، والبناء، والنقل، والخارجية، والأتمتة. يتم وصف تطبيقات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء في سبعة مجالات بالتفصيل أدناه.

1. الطيران المدني

مع التطور المستمر لعلوم وتكنولوجيا الطيران الحديث، أصبحت سلامة الطائرات المدنية أعلى فأعلى. وبعد تجهيزها بنظام المراقبة المتكامل (ISS)، يمكن للطائرة تزويد الطاقم بالحركة الأرضية والجوية الشاملة، والأرصاد الجوية للطيران، والأشكال الأرضية المعقدة، وغيرها من المعلومات، مما يعزز بشكل مستمر قدرتها على إدراك البيئة الجوية.

ومع ذلك، فإن نظام محطة الفضاء الدولية لا يحل مشاكل سلامة الطائرة إلا عند الطيران في الهواء؛ ولا يمكنها تقديم حلول فعالة لمشاكل السلامة عند الهبوط أو التواجد على المدرج في ظل ظروف الرؤية المنخفضة مثل الضباب الكثيف أو العواصف الرعدية. يعاني نظام محطة الفضاء الدولية الحالي من عيبين: أولا، لا يمكن للطيار أن يكون على علم كامل بحالة المدرج عندما تهبط الطائرة؛ ثانيًا، لا تستطيع الطائرة اكتشاف البيئة المحيطة والتعرف عليها عند التحرك على المدرج، مما يؤدي غالبًا إلى الاصطدام بطائرات أخرى وإصابة الموظفين الأرضيين وحوادث أخرى.

ويمكن تعويض هذا النقص بإضافة نظام مساعدة بالأشعة تحت الحمراء أسفل مقدمة الطائرة. وبما أن تقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء يمكنها اكتشاف وتحديد المدرج والبيئة المحيطة، فيمكن تحسين مستوى إقلاع وهبوط الطائرة من خلال الملاحة بمساعدة الصور المرئية بالأشعة تحت الحمراء، وبالتالي تحسين سلامة إقلاع وهبوط الطائرات

2. صناعة الطاقة الكهربائية

تعد صناعة الطاقة الكهربائية حاليًا التطبيق الأكثر نضجًا واستقرارًا في مجال الفحص الوقائي. باعتبارها الطريقة الأكثر فعالية للكشف عن الطاقة عبر الإنترنت، يمكن لتقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء إصلاح معدات الطاقة بسرعة، وبالتالي تقليل تكلفة وقت صيانة المعدات بشكل فعال وتحسين موثوقية تشغيل المعدات.

هناك العديد من المزايا لاستخدام التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء لفحص الطاقة: فهو بعيد عن المعدات ويتمتع بأمان قوي؛ لا يؤثر قياس درجة حرارة عدم الاتصال على تشغيل المعدات؛ سرعة المسح السريعة توفر الوقت؛ لديها نطاق قياس درجة الحرارة واسعة ودقة عالية. يمكن للمراقبة الشاملة اكتشاف عيوب المعدات بدقة. يمكن تجهيز محطات توليد الطاقة وتوزيعها والمحطات الفرعية في المناطق المهمة بمعدات مراقبة التصوير بالأشعة تحت الحمراء المتطورة.

3. الوقاية من حرائق الغابات والمراقبة البيئية

يمكن استخلاص معلومات درجة حرارة سطح الجسم وقياسها من الصورة المستهدفة التي لاحظتها كاميرا التصوير الحراري. يمكن استخدام هذه الميزة في مجال الوقاية من الحرائق. في مساحة كبيرة من الغابات، من السهل أن تتسبب الحرائق المخفية بشكل غير واضح في حرائق كبيرة، ويصعب اكتشافها في الوقت المناسب إلا عن طريق المراقبة اليدوية، وقد تطورت إلى حالة يصعب السيطرة عليها عند اكتشافها.

يمكن لجهاز التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء عالي الحساسية إجراء تحليل في الوقت الفعلي لهدف المراقبة عن طريق تحديد الحد الأعلى لدرجة الحرارة المستهدفة. إذا وصلت درجة الحرارة المستهدفة إلى الحد الأعلى المحدد، سيتم إصدار رسالة إنذار، بحيث يمكن تحديد موقع وحجم نقطة الحريق بسرعة، ويمكن القضاء على حرائق الغابات في مرحلة مهدها، وبالتالي القضاء على خطر الحريق.

4. المجال الطبي

كما أن جسم الإنسان نفسه هو مصدر للأشعة تحت الحمراء، وتقوم خلايا أنسجته بتوليد الحرارة وتنقلها إلى سطح الجسم في عملية التمثيل الغذائي. عند حدوث تغيرات طبيعية أو مرضية في جزء معين من جسم الإنسان فإن درجة حرارة سطح ذلك المكان سوف تنحرف عن القيمة الطبيعية.

يمكن لكاميرات الأشعة تحت الحمراء الطبية أن ترسم هذا الجزء من التغيير في خريطة درجة الحرارة. باعتباره تقنية تشخيص مساعدة خضراء غير جراحية وغير متصلة وغير إشعاعية، يتميز التصوير الحراري الطبي بالأشعة تحت الحمراء بخصائص الحساسية العالية والشمولية والسرعة، ويمكن أن يلعب دور الفحص المبكر والتشخيص المبكر والديناميكية الكاملة المراقبة، وبالتالي تحقيق هدف "علاج المرض غير المتشكل".

تُعرف بأنها إحدى تقنيات التصوير الطبي الخمس الرئيسية، والأربعة الأخرى هي الرنين المغناطيسي النووي، والأشعة المقطعية، والأشعة السينية، والموجات فوق الصوتية. تشمل التطبيقات الرئيسية لتكنولوجيا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء الطبية تحديد الهوية الجسدية، والوقاية من الأمراض المزمنة/السيطرة عليها (الرعاية الصحية للمسنين)، والوقاية من الأمراض الرئيسية، وتشخيص الأمراض الشائعة، والتقييم الشامل للصحة الفرعية، وخدمات إعادة التأهيل، وفحص الصحة العقلية، وتمايز متلازمة الطب الصيني التقليدي، وتقييم الفعالية، وما إلى ذلك. وقد بدأ للتو تطبيق هذه التكنولوجيا في المجال الطبي. سوف يدخل مجتمعنا تدريجيًا إلى مجتمع كبار السن، لذا فإن كاميرات التصوير الحراري لها سوق تطبيقات ضخم في المجال الطبي.

5. المراقبة الأمنية

يشمل تطبيق تقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء في مجال الأمن مراقبة مكافحة السرقة والتمويه والتعرف على الأهداف المخفية، والدوريات الأمنية ليلاً وفي الظروف الجوية القاسية، والأعمال الأمنية في الإدارات والمباني والمستودعات الرئيسية، ومراقبة الحرائق والأراضي والموانئ. الأمن ومراقبة المطارات وغيرها من المجالات. تتميز معدات التصوير بالأشعة تحت الحمراء المتطورة بمزايا الإخفاء العالي، ومعدل إنذار كاذب منخفض، وعدم الحاجة إلى أي مصدر ضوء مساعد في الليل.

تعد الموانئ والمطارات ومحطات الطاقة النووية وغيرها من المناطق المهمة المعرضة للسرقة وحتى الهجمات الإرهابية. يمكن أن يلعب جهاز التصوير الحراري دورًا مهمًا في الحماية. المطارات ومحطات الطاقة الكهرومائية ومصافي النفط وخطوط أنابيب النفط والغاز وأي بنية تحتية كبيرة أخرى قد يكون لها حدود مسيجة يمكن أن يصل طولها إلى عدة كيلومترات. في هذه المرحلة، يمكن لكاميرات التصوير الحراري أن توفر لهم حلاً آمنًا للإنذار المحيطي. خلال فترة السارس في عام 2003، تم استخدام تكنولوجيا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء في عمليات التفتيش الأمني، مما أدى إلى نتائج جيدة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام كاميرات التصوير الحراري للمراقبة والإنذار المبكر للأهداف "المنخفضة والبطيئة والصغيرة" مثل الطائرات بدون طيار ونماذج الطيران والبالونات المحمولة جواً. وبما أن مثل هذه الأهداف تتميز بخصائص مناطق التشتت الرادارية الصغيرة والسرعة البطيئة، فمن الصعب مراقبتها بواسطة تكنولوجيا الرادار. تكنولوجيا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء لا تقتصر على الخصائص المذكورة أعلاه. ويمكنه مراقبة وتحذير الأهداف "المنخفضة والبطيئة والصغيرة" في المجال الجوي في الوقت الفعلي، لتحقيق كشف وطرد فعال للأهداف "المنخفضة والبطيئة والصغيرة".

6. المجال البحري

تعتبر تقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء فعالة وعملية في البيئة البحرية ويمكن أن تلبي الاحتياجات التالية: أمن الموانئ والممرات المائية والسواحل، والأمن البحري، والكشف عن الدخول البحري غير القانوني، وإنفاذ القانون البحري، ومكافحة القرصنة والكشف عن التهديدات، وحماية أسطول الصيد، تتبع السفن، وعمليات المراقبة والبحث والإنقاذ، وحماية البيئة. وحتى الأجسام التي لا يمكن اكتشافها بواسطة أنظمة الرادار (مثل المراكب الشراعية والقوارب الخشبية والأجسام العائمة) يمكن اكتشافها باستخدام تقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء.

يمكن أن توفر كاميرات التصوير الحراري "نظام إنذار مبكر" ضد المخاطر الشائعة، حيث تظهر الطاقة الحرارية غير المرئية من المخاطر المحتملة، بما في ذلك الأجسام العائمة، وحركة الطيران، والسفن الراسية، والحرف الصغيرة، والإنشاءات الاصطناعية مثل الأرصفة البحرية. يمكنهم أيضًا التعرف على الجبال الجليدية والحيتان الضحلة التي تسبح.

يمكن لكاميرات التصوير الحراري أن تساعد الناقلات على التنقل في المياه المغطاة بالجليد بأمان، ورؤية كل شيء في الليل، بما في ذلك أي تفاصيل عن السفن الأخرى مثل قمرة القيادة والجسور والمراسي وغيرها. وفي الوقت نفسه، يمكن استخدامها أيضًا في مهام البحث والإنقاذ البحرية. يمكن لأفراد البحث والإنقاذ استخدام كاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء للعثور على الضحايا وتحديد موقعهم بدقة، ومن ثم تنفيذ أعمال البحث والإنقاذ تحت الماء بنجاح.

يمكن لتكنولوجيا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء أيضًا أن تساعد الموظفين البحريين على فهم الديناميكيات على الأرض، وتحديد مناطق التنبيه حول مسرح الجريمة أو مناطق البحث، وتزويد ضباط إنفاذ القانون على الأرض بالمعلومات المرصودة، مما يفضي إلى التعاون الآمن بين ضباط إنفاذ القانون البحري والساحلي. .

7. التصنيع الصناعي

تتمتع تقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء أيضًا بمجموعة واسعة من التطبيقات في مجال التصنيع الصناعي. عندما تصبح المكونات الإلكترونية أصغر فأصغر، يصبح من الصعب للغاية الحصول على معلوماتها الحرارية بدقة. باستخدام التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء، يمكن للمهندسين تصور الصور الحرارية لمعدات التصنيع وقياسها بسهولة. وفي الوقت نفسه، في المراحل الأولى من تصميم الدوائر، يمكن استخدام التصوير الحراري لتحسين التصميم مسبقًا.

عندما يتم دمج المجهر مع تقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء، يصبح مجهر تصوير حراري يمكنه قياس درجة حرارة الأجسام الصغيرة بدقة تصل إلى 3 ميكرومتر. وباستخدام مجاهر التصوير الحراري، يستطيع الباحثون وصف الخواص الحرارية للمكونات وركائز أشباه الموصلات دون تلامس.

يمكن أن تساعد تقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء مهندسي السيارات على تحسين تصميم نظام الوسائد الهوائية، والتحقق من كفاءة أنظمة التدفئة والتبريد، وقياس تأثير الصدمة الحرارية على تآكل الإطارات، وفحص جودة أداء المفاصل واللحامات، والمزيد. يمكن لأبحاث وتطوير الأدوية الجديدة أيضًا الاستفادة من تكنولوجيا الأشعة تحت الحمراء. يقوم العلماء بدراسة التغيرات التي تحدث في طبق المعايرة من خلال ملاحظة التغيرات في درجات الحرارة في التفاعلات الكيميائية. بمساعدة تقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء، يمكن للصناعة التحويلية تقصير دورة البحث والتطوير وتحسين جودة المنتج، وبالتالي زيادة أرباح الشركة.

يعد الاختبار غير المدمر بالأشعة تحت الحمراء طريقة مستخدمة على نطاق واسع لتقييم خصائص المواد والمكونات والأنظمة دون التسبب في تلف الكائن الذي يتم فحصه. لا تستطيع تقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء إكمال عمليات الفحص المتقدمة المختلفة مثل الاختبارات غير المدمرة ورسم خرائط الإجهاد واكتشاف الشقوق السطحية فحسب، بل يمكن استخدامها أيضًا لاكتشاف الاختلافات الصغيرة في درجات الحرارة التي تصل إلى 1 ميجا كلفن. يمكن للأشعة تحت الحمراء NDT اكتشاف العيوب الداخلية من خلال ملاحظة الاختلافات الحرارية على السطح المستهدف بناءً على إثارة الهدف. تعتبر هذه التقنية مفيدة للكشف عن الفراغات والتصفيح وانسداد الماء في المواد المركبة.

يعد اختبار الإجهاد واختبار التعب من طرق الاختبار الشائعة في الهندسة الميكانيكية وعلوم المواد، ولكنها لا توفر سوى معلومات محدودة عن الهياكل المعقدة. يمكن أن يوفر التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء لرسم خرائط الإجهاد الحراري آلاف قياسات الإجهاد في وقت واحد، حتى بالنسبة للمكونات المعقدة هندسيًا. توفر هذه التقنية للباحثين معلومات أكثر اكتمالا وفي الوقت المناسب مقارنة بمقاييس الضغط.

بعد سنوات من التراكم، حققت تكنولوجيا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء الوحدات الوظيفية، والتصغير، والإلكترونة، والأتمتة الكاملة، وتتميز بخصائص الحساسية العالية، والاستجابة السريعة، وغير ضارة لجسم الإنسان، وسهولة الصيانة، وعمر الخدمة الطويل.

تُستخدم تقنية التصوير الحراري غير المبرد على نطاق واسع في مراقبة الإنتاج الصناعي، وإنفاذ قانون السلامة العامة، وبناء المدن الآمنة، والتشخيص الطبي المساعد، والاستشعار عن بعد عبر الأقمار الصناعية المدنية، وتشخيص الأخطاء الوقائية للمعدات وصيانتها، وإنفاذ القانون البحري، واستكشاف الفضاء السحيق للمجرة، والمناطق المدنية مثل كمساعدة للسائق.

مع التطوير المستمر لتكنولوجيا كاشفات الأشعة تحت الحمراء المبردة، ستنخفض تكلفة أجهزة كشف الأشعة تحت الحمراء عالية الأداء والمساحة الكبيرة والموثوقية العالية والدقة العالية تدريجيًا، مما يجعل كاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء المبردة أكثر شيوعًا في المناطق المدنية المتطورة. مجالات.

ومع التطبيق الواسع النطاق لتكنولوجيا التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء، يتزايد الطلب أيضًا على عدسات الأشعة تحت الحمراء . إذا كنت بحاجة إلى عدسات الأشعة تحت الحمراء، يرجى الاتصال بنا .

QUANHOM هي شركة متخصصة في توريد العدسات والمكونات البصرية المخصصة . يقوم فريقنا بسد الفجوة بين الأداء المتفوق والميزانية المحدودة، خاصة عندما نشارك في مشاريع تدمج الدقة العالية. تشتمل المنتجات على مجموعات بصرية تعمل بالأشعة تحت الحمراء لـ VIS/SWIR/MWIR/LWIR، والعدسات العينية، وعناصر عدسات الأشعة تحت الحمراء (من أحادية إلى التبديل السريع بين عدسات الأشعة تحت الحمراء متعددة المجالات والتكبير المستمر)، وما إلى ذلك.