紅外技術(shù)應(yīng)用

      紅外技術(shù)的英文名稱是：Infrared Technique。紅外技術(shù)的內(nèi)容包含四個主要部分，紅外輻射的性質(zhì)，紅外元件、部件的研制、把各種紅外元、部件構(gòu)成系統(tǒng)的光學(xué)、電子學(xué)和精密機械、紅外技術(shù)在**上和國民經(jīng)濟中的應(yīng)用。
　　紅外技術(shù)發(fā)展的先導(dǎo)是紅外探測器的發(fā)展。60年代激光的出現(xiàn)極大地影響了紅外技術(shù)的發(fā)展，促使出現(xiàn)新的探測器件和新的輻射傳輸方式，推動紅外技術(shù)向更先進的方向發(fā)展。
　　紅外應(yīng)用產(chǎn)品種類繁多，應(yīng)用廣泛。紅外線自1800年被發(fā)現(xiàn)以來，人們對她的研究從來沒有停止過，目前已經(jīng)開發(fā)出了眾多的應(yīng)用產(chǎn)品，從醫(yī)療、檢測、航空到**等領(lǐng)域，幾乎處處都能看到紅外的身影。本文選擇了紅外熱像、紅外通訊、紅外光譜儀、紅外傳感器等幾個比較大的產(chǎn)品領(lǐng)域做介紹。紅外技術(shù)的發(fā)展前景十分的廣闊，在**和民用領(lǐng)域都有著極其廣闊的應(yīng)用。按應(yīng)用領(lǐng)域可分為：安防領(lǐng)域、消防領(lǐng)域 、電力領(lǐng)域 、企業(yè)制程控制領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、遙感領(lǐng)域等。
　　
　　關(guān)鍵字： 紅外輻射 外探測器 紅外線

　　紅外技術(shù)的英文名稱是：Infrared Technique。紅外技術(shù)的內(nèi)容包含四個主要部分：
　　 1.紅外輻射的性質(zhì)，其中有受熱物體所發(fā)射的輻射在光譜、強度和方向的分布；輻射在媒質(zhì)中的傳播特性--反射、折射、衍射和散射；熱電效應(yīng)和光電效應(yīng)等。
　　 2.紅外元件、部件的研制，包括輻射源、微型制冷器、紅外窗口材料和濾光電等。
3.把各種紅外元、部件構(gòu)成系統(tǒng)的光學(xué)、電子學(xué)和精密機械。
　　 4.紅外技術(shù)在**上和國民經(jīng)濟中的應(yīng)用。由此可見，紅外技術(shù)的研究涉及的范圍相當(dāng)廣泛，既有目標的紅外輻射特性，背景特性，又有紅外元、部件及系統(tǒng)；既有材料問題，又有應(yīng)用問題。

　　一、紅外技術(shù)應(yīng)用的起源與發(fā)展
　　紅外技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的先導(dǎo)是紅外探測器的發(fā)展。1800年，F(xiàn)?W?赫歇爾發(fā)現(xiàn)紅外輻射時使用的是水銀溫度計，這是*原始的熱敏型紅外探測器。
　　1830年以后，相繼研制出溫差電偶的熱敏探測器、測輻射熱計等。在1940年以前，研制成的紅外探測器主要是熱敏型探測器。
　　19世紀，科學(xué)家們使用熱敏型紅外探測器，認識了紅外輻射的特性及其規(guī)律，證明了紅外線與可見光具有相同的物理性質(zhì)，遵守相同的規(guī)律。它們都是電磁波之一，具有波動性，其傳播速度都是光速、波長是它們的特征參數(shù)并可以測量。
　　20世紀初開始，測量了大量的有機物質(zhì)和無機物質(zhì)的吸收、發(fā)射和反射光譜，證明了紅外技術(shù)在物質(zhì)分析中的價值。
　　30年代，**出現(xiàn)紅外光譜代，以后，它發(fā)展成在物質(zhì)分析中不可缺少的儀器。
　　40年代初，光電型紅外探測器問世，以硫化鉛紅外探測器為代表的這類探測器，其性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)牢靠。
　　50年代，半導(dǎo)體物理學(xué)的迅速發(fā)展，使光電型紅外探測器得到新的推動。
　　到60年初期，對于1～3、3～5和8～13微米三個重要的大氣窗口都有了性能優(yōu)良的紅外探測器。在同一時期內(nèi)，固體物理、光學(xué)、電子學(xué)、精密機械和微型致冷器等方面的發(fā)展，使紅外技術(shù)在軍、民兩用方面都得到了廣泛的應(yīng)用。
　　60年代中葉起，紅外探測器和系統(tǒng)的發(fā)展體現(xiàn)了紅外技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向。
　　在紅外技術(shù)的發(fā)展中，需要特別指出的是：60年代激光的出現(xiàn)極大地影響了紅外技術(shù)的發(fā)展，很多重要的激光器件都在紅外波段，其相干性便于移用電子技術(shù)中的外差接收技術(shù)，使雷達和通信都可以在紅外波段實現(xiàn)，并可獲得更高的分辨率和更大的信息容量。在此之前，紅外技術(shù)僅僅能探測非相干紅外輻射，外差接收技術(shù)用于紅外探測，使探測性能比功率探測高好幾個數(shù)量級。另外，由于這類應(yīng)用的需要，促使出現(xiàn)新的探測器件和新的輻射傳輸方式，推動紅外技術(shù)向更先進的方向發(fā)展。

　　二、紅外技術(shù)應(yīng)用
　　紅外技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品種類繁多，本文選擇紅外熱像、紅外通訊、紅外光譜儀、紅外傳感器等幾個比較大的領(lǐng)域做介紹。

　　 1、紅外熱像儀
　　紅外熱像儀行業(yè)是一個發(fā)展前景非常廣闊的新興高科技產(chǎn)業(yè)，也是紅外應(yīng)用產(chǎn)品中市場份額*大的一塊，在軍民兩個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。紅外熱像儀在現(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下的衛(wèi)星、導(dǎo)彈、飛機等**武器上獲得了廣泛的應(yīng)用。同時，隨著非制冷紅外熱成像技術(shù)的生產(chǎn)成本大幅度降低，該產(chǎn)品的應(yīng)用已延伸到了電力、消防、工業(yè)、醫(yī)療、安防等國民經(jīng)濟各個部門。
　　據(jù)美國有名高科技行業(yè)咨詢公司Maxtech International的預(yù)測，未來5年全球民用紅外熱像儀市場需求年均增長率將達到15%，到2012年，全球民用紅外熱像儀的市場需求將達到38.12億美元。由于國內(nèi)經(jīng)濟高速發(fā)展，中國紅外熱像儀市場的年均增長率可以達到20%，預(yù)計2011年中國民用紅外熱像儀市場的需求量可以達到9.95億元。以美國為例，2000年，美國紅外成像與紅外測溫系統(tǒng)的市場銷售總額為18.2億美元，比1999年增長了3%，預(yù)計到2008年，總的市場銷售額將達到28.2億美元，年綜合增長率達到6.5%。
　　 “我國紅外熱像儀市場還處于起步階段，未來發(fā)展空間巨大。”中國光學(xué)學(xué)會常務(wù)理事兼秘書長倪國強先生在中國光電產(chǎn)業(yè)高層論壇上表示：在發(fā)達國家的**領(lǐng)域，紅外熱像儀已得到非常廣泛的配置，例如海灣戰(zhàn)爭中平均每個美國士兵配備1.7具紅外熱像儀。與發(fā)達國家相比，目前我國**中紅外熱像儀的應(yīng)用相對較少，其市場遠景需求量相當(dāng)巨大。隨著高性能多色紅外焦平面以及智能靈巧型片上圖像處理技術(shù)的發(fā)展，預(yù)計這一比例還將繼續(xù)走高。
　　隨著北京奧運會、上海世博會、廣州亞運會等國內(nèi)大型活動的增加，對**的要求越來越嚴格，越來越多的場所需要24小時持續(xù)監(jiān)控。紅外線在夜間監(jiān)視的應(yīng)用更加突出，不僅金庫、油庫、軍械庫、圖書文獻庫、文物部門、監(jiān)獄等重要部門采用，而且也在一般監(jiān)控系統(tǒng)中也被廣泛采用，甚至居民小區(qū)監(jiān)控工程也應(yīng)用了紅外線攝像機。帶動了紅外攝像市場持續(xù)升溫。

　　 2、紅外光譜儀
　　紅外光譜儀主要用于化學(xué)物理分析領(lǐng)域，可應(yīng)用于各種物理化學(xué)實驗室、石油、農(nóng)業(yè)、檢測等領(lǐng)域。按應(yīng)用范圍可分為通用型紅外光譜儀和專用紅外光譜儀，按波長范圍分可分為近紅外光譜儀和遠紅外光譜儀，目前以近紅外光譜儀為主?，F(xiàn)代近紅外光譜分析技術(shù)包括了近紅外光譜儀、化學(xué)計量學(xué)軟件和應(yīng)用模型三部分。只有三者的**結(jié)合才能達到高性能的要求。目前近紅外專用光譜儀器的研制及應(yīng)用在國內(nèi)已受到很多專家的關(guān)注，并已開發(fā)研制出一批適應(yīng)國內(nèi)分析對象的儀器及應(yīng)用軟件。如，中國石油科學(xué)院的一批年輕學(xué)者在陸婉珍院士的帶領(lǐng)下，研制和開發(fā)出了有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的近紅外專用光譜儀器及其在我國石油科學(xué)中應(yīng)用的一些軟件；以北京農(nóng)業(yè)大學(xué)嚴衍祿教授領(lǐng)導(dǎo)的“中國農(nóng)業(yè)近紅外分析技術(shù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”課題已完成，研制和開發(fā)了有自主知識產(chǎn)權(quán)的、適用于中國農(nóng)業(yè)品品質(zhì)的分析的軟件；相秉仁教授在中國藥科大學(xué)分析計算中心建立了Internet近紅外光譜分析虛擬建模中心，進行近紅外光譜分析的建模和數(shù)學(xué)模型維護等工作，并建立了一些***近紅外分析的數(shù)學(xué)模型。

　　 3、紅外傳感器
　　在實現(xiàn)遠距離溫度監(jiān)測與控制方面，紅外溫度傳感器以其優(yōu)異的性能，滿足了多方面的要求。在產(chǎn)品加工行業(yè)，特別是需要對溫度進行遠距離監(jiān)測的場合，都是溫度傳感器大顯身手的地方。在食品行業(yè)紅外溫度可以在不被污染的的情況下實現(xiàn)食品溫度記錄，因此備受歡迎。光纖紅外傳感器還具有抗電磁和射頻干擾的特點，這為便攜式紅外傳感器在汽車行業(yè)中的應(yīng)用又開辟了新的市場。
　　隨著紅外測溫技術(shù)的普遍應(yīng)用，一種新型的紅外技術(shù)—智能（Smart）數(shù)字紅外傳感技術(shù)正在悄然興起。這種智能傳感器內(nèi)置微處理器，能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器與控制單元的雙向通信，具有小型化、數(shù)字通信、維護簡單等優(yōu)點。另外，隨著便攜式紅外傳感器的體積越來越小，價格逐漸降低，在食品、采暖空調(diào)和汽車等領(lǐng)域也有了新的應(yīng)用。比如用在食品烘烤機、理發(fā)吹風(fēng)機上，紅外傳感器檢測溫度是否過熱，以便系統(tǒng)決定是否進行下一步操作，如停止加熱，或是將食品從烤箱中自動取出，或是使吹風(fēng)機冷卻等。隨著更多的用戶對便攜式紅外溫度傳感器的了解，其潛在用戶正在增加。

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