Aplicación de la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas en el campo civil

Dado que todos los objetos por encima del cero absoluto emiten luz infrarroja, la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas absorbe la luz infrarroja irradiada por el objeto objetivo y luego convierte la señal luminosa en una señal eléctrica, es decir, convierte la radiación infrarroja invisible a simple vista en una imagen visible. Al mismo tiempo, hay tres ventanas atmosféricas infrarrojas: 1-3um (onda corta), 3-5um (onda media) y 8-14um (onda larga). La imagen térmica infrarroja generalmente funciona en las bandas infrarrojas de onda media e infrarroja de onda larga.

Esta tecnología es muy utilizada en diversos campos, y tiene las siguientes características:

(1) El rango de medición de temperatura es amplio, generalmente-170 ~ 2000 ℃ (o es necesario agregar un filtro);

(2) La precisión de la detección es alta y la resolución es inferior a 0,1 ℃ de temperatura;

(3) El tiempo de respuesta es corto, el campo de temperatura del objeto se puede medir en unos segundos;

(4) Se puede utilizar para medir objetivos pequeños o apuntar a objetos objetivo;

(5) Es una medición pasiva y no dañará el campo de temperatura a medir (la distancia de medición de temperatura puede ser cercana o lejana, desde unos pocos centímetros hasta distancias astronómicas).

Las imágenes infrarrojas se pueden utilizar en la construcción de infraestructura, gestión urbana, producción industrial, control de tráfico, exploración de recursos, inspección y cuarentena, seguridad contra incendios y otros campos, y la demanda del mercado es amplia. Debido a su amplia aplicación y gran conveniencia para la producción y la vida, la demanda del mercado de imágenes infrarrojas puede mantener una tendencia de crecimiento sostenido y estable en el futuro. Además de las industrias de aplicaciones tradicionales, habrá más demandas de mercados emergentes que se convertirán en un nuevo punto de crecimiento para el mercado de imágenes infrarrojas.

En la actualidad, la aplicación de la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas se está volviendo cada vez más popular e involucra muchos campos como la aviación civil, la seguridad, la defensa fronteriza, la industria, la construcción, el transporte, el exterior y la automatización. Las aplicaciones de la imagen térmica infrarroja en siete campos se describen en detalle a continuación.

1. Aviación civil

Con el continuo desarrollo de la ciencia y la tecnología de la aviación moderna, la seguridad de las aeronaves civiles es cada vez mayor. Después de estar equipada con el Sistema de Vigilancia Integrada (ISS), la aeronave puede proporcionar a la tripulación información completa sobre el tráfico terrestre y aéreo, meteorología de vuelo, accidentes geográficos complejos y otra información, lo que mejora continuamente su capacidad de percibir el entorno aéreo.

Sin embargo, el sistema ISS sólo resuelve los problemas de seguridad de la aeronave cuando vuela en el aire; no puede proporcionar soluciones efectivas a los problemas de seguridad al aterrizar o ubicarse en la pista en condiciones de baja visibilidad como niebla intensa o tormentas eléctricas. El actual sistema ISS tiene dos defectos: primero, el piloto no puede estar plenamente informado de la situación de la pista cuando aterriza el avión; en segundo lugar, la aeronave no puede detectar ni reconocer el entorno circundante cuando se mueve por la pista, lo que a menudo provoca colisiones con otras aeronaves, lesiones al personal de tierra y otros accidentes.

Esta deficiencia se puede compensar añadiendo un sistema de asistencia por infrarrojos debajo de la parte delantera del avión. Dado que la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas puede detectar e identificar la pista y el entorno circundante, el nivel de despegue y aterrizaje de la aeronave se puede mejorar navegando con la ayuda de imágenes visuales infrarrojas, mejorando así la seguridad del despegue y aterrizaje de la aeronave.

2. Industria de la energía eléctrica

La industria eléctrica es actualmente la aplicación más madura y estable en el campo de la inspección preventiva. Como método de detección de energía en línea más eficaz, la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas puede reparar rápidamente equipos eléctricos, reduciendo así de manera efectiva el costo de tiempo de mantenimiento del equipo y mejorando la confiabilidad de su operación.

El uso de imágenes térmicas infrarrojas para la inspección de energía tiene muchas ventajas: está lejos de los equipos y es muy seguro; la medición de temperatura sin contacto no afecta el funcionamiento del equipo; la rápida velocidad de escaneo ahorra tiempo; tiene un amplio rango de medición de temperatura y alta precisión; el seguimiento exhaustivo puede detectar con precisión los defectos del equipo. Las subestaciones, distribución y generación de energía en áreas importantes pueden equiparse con equipos de monitoreo de imágenes infrarrojas de alta gama.

3. Prevención de incendios forestales y vigilancia ambiental

La información sobre la temperatura de la superficie del objeto se puede extraer y cuantificar a partir de la imagen del objetivo observada por la cámara termográfica. Esta característica se puede utilizar en el campo de la prevención de incendios. En una gran área de bosque, los incendios discretamente ocultos pueden causar grandes incendios fácilmente, y es difícil detectarlos a tiempo solo mediante el monitoreo manual, y se ha convertido en una situación que es difícil de controlar cuando se descubre.

La cámara termográfica infrarroja de alta sensibilidad puede realizar un análisis en tiempo real del objetivo de monitoreo estableciendo el límite superior de la temperatura objetivo. Si la temperatura objetivo alcanza el límite superior establecido, se emitirá un mensaje de alarma, de modo que se pueda determinar rápidamente la ubicación y escala del punto de incendio y se pueda eliminar el incendio forestal en la etapa de incipiente, eliminando así el riesgo de incendio.

4. Campo médico

El propio cuerpo humano también es una fuente de radiación infrarroja, y las células de sus tejidos generan calor y lo transmiten a la superficie del cuerpo durante el metabolismo. Cuando se producen cambios normales o patológicos en una determinada parte del cuerpo humano, la temperatura de la superficie de ese lugar se desviará del valor normal.

Las cámaras infrarrojas médicas pueden representar esta parte del cambio en un mapa de temperatura. Como tecnología de diagnóstico auxiliar ecológica, no invasiva, sin contacto, sin radiación, la imagen térmica infrarroja médica tiene las características de alta sensibilidad, amplitud y rapidez, y puede desempeñar el papel de detección temprana, diagnóstico temprano y dinámica completa. seguimiento, logrando así el objetivo de "curar la enfermedad no formada".

Se la conoce como una de las cinco principales tecnologías de imágenes médicas, siendo las otras cuatro la resonancia magnética nuclear, la tomografía computarizada, los rayos X y la ecografía. Las principales aplicaciones de la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas médicas incluyen identificación física, prevención/control de enfermedades crónicas (atención médica a personas mayores), prevención de enfermedades importantes, diagnóstico de enfermedades comunes, evaluación integral de subsalud, servicios de rehabilitación, inspección de salud mental, diferenciación de síndromes de MTC, y evaluación de eficacia, etc. La aplicación de esta tecnología en el campo médico acaba de comenzar. Nuestra sociedad entrará gradualmente en la sociedad de personas mayores, por lo que las cámaras termográficas tienen un enorme mercado de aplicaciones en el campo médico.

5. Monitoreo de seguridad

La aplicación de la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas en seguridad incluye monitoreo antirrobo, camuflaje y reconocimiento de objetivos ocultos, patrullas de seguridad nocturnas y en condiciones climáticas adversas, trabajo de seguridad en departamentos, edificios y almacenes clave, monitoreo de incendios, tierra y puerto. Seguridad, vigilancia aeroportuaria y otros campos. Los equipos de imágenes infrarrojas de alta gama tienen las ventajas de una alta ocultación, una baja tasa de falsas alarmas y no necesitan ninguna fuente de luz auxiliar durante la noche.

Puertos, aeropuertos, centrales nucleares, etc. son áreas importantes propensas a robos e incluso ataques terroristas. Una cámara termográfica puede desempeñar un papel importante en la protección. Los aeropuertos, las centrales hidroeléctricas, las refinerías, los oleoductos y gasoductos y cualquier otra infraestructura de gran tamaño pueden tener límites de recintos que pueden tener varios kilómetros de largo. En este punto, las cámaras termográficas pueden proporcionarles una solución de alarma perimetral segura. Durante el período del SARS en 2003, la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas se utilizó en las inspecciones de seguridad, lo que dio buenos resultados.

Además, las cámaras termográficas también se pueden utilizar para monitorear y alertar tempranamente de objetivos "bajos, lentos y pequeños", como drones, modelos de aviación y globos aerostáticos. Dado que estos objetivos tienen las características de pequeñas áreas de dispersión de radar y baja velocidad, es difícil monitorearlos mediante tecnología de radar. La tecnología de imágenes térmicas infrarrojas no está limitada por las características anteriores. Puede monitorear y advertir los objetivos "bajos, lentos y pequeños" en el espacio aéreo en tiempo real, a fin de lograr una detección y expulsión efectiva de objetivos "bajos, lentos y pequeños".

6. Campo marítimo

La tecnología de imágenes térmicas infrarrojas es eficiente y práctica en el entorno marino y puede satisfacer las siguientes necesidades: seguridad portuaria, fluvial y costera, seguridad marítima, detección de entradas ilegales marítimas, aplicación de la ley marítima, antipiratería y detección de amenazas, protección de flotas pesqueras, seguimiento y observación de buques, operaciones de búsqueda y salvamento, y protección del medio ambiente. Incluso los objetos que no pueden ser detectados por los sistemas de radar (como veleros, barcos de madera y objetos flotantes) pueden detectarse mediante la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas.

Las cámaras termográficas pueden proporcionar un "sistema de alerta temprana" contra peligros comunes, mostrando energía térmica invisible de peligros potenciales, incluidos objetos flotantes, tráfico aéreo, barcos anclados, pequeñas embarcaciones y construcciones artificiales como muelles. También pueden identificar icebergs y ballenas que nadan a poca profundidad.

Las cámaras termográficas pueden ayudar a los petroleros a navegar de forma segura en aguas cubiertas de hielo y ver todo de noche, incluido cualquier detalle de otros barcos, como las cabinas, los puentes, las anclas y más. Al mismo tiempo, también puede utilizarse para misiones de búsqueda y salvamento marítimo. El personal de búsqueda y rescate puede utilizar cámaras termográficas infrarrojas para encontrar y localizar con precisión a las víctimas y luego llevar a cabo con éxito trabajos de búsqueda y rescate submarinos.

La tecnología de imágenes térmicas infrarrojas también puede ayudar al personal marítimo a comprender la dinámica en tierra, delinear áreas de alerta alrededor de escenas de crímenes o áreas de búsqueda, y proporcionar a los agentes del orden en tierra información observada, lo que favorece la cooperación segura de los agentes del orden marítimos y costeros. .

7. Fabricación industrial

La tecnología de imágenes térmicas infrarrojas también tiene una amplia gama de aplicaciones en el campo de la fabricación industrial. A medida que los componentes electrónicos se hacen cada vez más pequeños, resulta extremadamente difícil obtener con precisión su información térmica. Con las imágenes térmicas infrarrojas, los ingenieros pueden visualizar y cuantificar fácilmente imágenes térmicas de equipos de fabricación. Al mismo tiempo, en las primeras etapas del diseño del circuito, se pueden utilizar imágenes térmicas para optimizar previamente el diseño.

Cuando el microscopio se combina con la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas, se convierte en un microscopio de imágenes térmicas que puede medir con precisión la temperatura de objetos tan pequeños como 3um. Utilizando microscopios de imágenes térmicas, los investigadores pueden caracterizar las propiedades térmicas de componentes y sustratos semiconductores sin contacto.

La tecnología de imágenes térmicas infrarrojas puede ayudar a los ingenieros automotrices a mejorar el diseño del sistema de bolsas de aire, verificar la eficiencia de los sistemas de calefacción y refrigeración, cuantificar el efecto del choque térmico en el desgaste de los neumáticos, inspeccionar la calidad del rendimiento de las juntas y soldaduras, y más. La investigación y el desarrollo de nuevos fármacos también pueden beneficiarse de la tecnología infrarroja. Los científicos estudian los cambios que tienen lugar en la placa de titulación observando los cambios de temperatura en las reacciones químicas. Con la ayuda de la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas, la industria manufacturera puede acortar el ciclo de investigación y desarrollo y mejorar la calidad del producto, aumentando así las ganancias de la empresa.

Las pruebas no destructivas por infrarrojos son un método ampliamente utilizado para evaluar las propiedades de materiales, componentes y sistemas sin causar daños al objeto que se inspecciona. La tecnología de imágenes térmicas infrarrojas no solo puede completar diversas inspecciones avanzadas, como pruebas no destructivas, mapeo de tensiones y detección de grietas superficiales, sino que también puede usarse para detectar pequeñas diferencias de temperatura de hasta 1 mK. Los END infrarrojos pueden detectar defectos internos observando diferencias térmicas en la superficie del objetivo en función de la excitación del objetivo. Esta técnica es valiosa para detectar huecos, delaminación y oclusión de agua en composites.

Las pruebas de tensión y las pruebas de fatiga son métodos de prueba comunes en ingeniería mecánica y ciencia de materiales, pero solo pueden proporcionar información limitada sobre estructuras complejas. Las imágenes térmicas infrarrojas para el mapeo de tensiones térmicas pueden proporcionar miles de mediciones de tensiones simultáneamente, incluso para componentes geométricamente complejos. Esta técnica proporciona a los investigadores información más oportuna y completa en comparación con las galgas extensométricas.

Después de años de acumulación, la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas ha logrado modularización funcional, miniaturización, electronización y automatización completa, y tiene las características de alta sensibilidad, respuesta rápida, inofensiva para el cuerpo humano, fácil mantenimiento y larga vida útil.

La tecnología de imágenes térmicas no refrigeradas se utiliza ampliamente en el monitoreo de la producción industrial, la aplicación de la ley de seguridad pública, la construcción de ciudades seguras, el diagnóstico auxiliar médico, la teledetección civil por satélite, el diagnóstico y mantenimiento preventivo de fallas de equipos, la aplicación de la ley marítima, la exploración del espacio profundo de galaxias y áreas civiles como como asistencia al conductor.

Con el desarrollo continuo de la tecnología de detectores infrarrojos refrigerados, el costo de los detectores infrarrojos de alto rendimiento, gran superficie, alta confiabilidad y alta resolución disminuirá gradualmente, lo que hará que las cámaras termográficas infrarrojas refrigeradas sean cada vez más populares en el sector civil de alta gama. campos.

Con la amplia aplicación de la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas, la demanda de lentes infrarrojas también está aumentando. Si necesita lentes infrarrojas, contáctenos .

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