Инфракрасная техника

Инфракрасная техника

Инфракрасная техника – технические средства, устройства, приборы, действующие на инфракрасном излучении. Инфракрасное излучение – это электромагнитное излучение в спектре между красным концом видимого света и коротковолновым радиоизлучением. Инфракрасное излучение открыл В. Гершель в 1800 г., проводя опыты с призмой. В инфракрасной области спектра оптические свойства веществ отличаются от оптических свойств в ультрафиолетовой области спектра. Источники инфракрасного излучения – это прежде всего Солнце (50% в инфракрасной области), лампы накаливания с вольфрамовой нитью (80% в инфракрасной области), угольная электрическая дуга, газоразрядные лампы, специальные ленточные вольфрамовые лампы, квантовые генераторы – лазеры. Инфракрасное излучение используется в самых различных областях науки и промышленности, в военном деле и в исследовании космоса. Также различна конструкция технических средств и приборов, использующих инфракрасное излучение. Приемники излучения его определяют, электронно-оптические преобразователи позволяют вести наблюдения. Инфракрасные фотосъемки – это способ фотографирования в темноте. Инфракрасные прицелы, приборы ночного видения обеспечивают ведение военных действий в ночное время.

Инфракрасные дальномеры, теплопеленгаторы определяют цели в море, на земле и в воздухе по их тепловому излучению. Существуют инфракрасные приборы, наводящие снаряды и ракеты на цель, и сигнальные приборы, инфракрасные квантовые генераторы и приборы инфракрасной спектроскопии, инфракрасная фотография. Для фотографирования в инфракрасном излучении используют пленки и фотопластинки, чувствительные к инфракрасному излучению, но если освещенность недостаточна, то вместе с фотоаппаратом используют электронно-оптические преобразователи.

Электронно-оптический преобразователь – вакуумный прибор. Преобразует невидимое глазу изображение в видимое. Принцип действия прибора основан на применении фотокатода, преобразующего оптическое изображение в электронное и дальше в световое – видимое. Электронно-оптические преобразователи бывают однокамерные и многокамерные – каскадные, которые последовательно соединены из двух или нескольких однокамерных преобразователей. В таком приборе световой поток направляется с экрана одного прибора на фотокатод другого. Характеристики преобразователей обоих типов – это интегральная чувствительность, на величину которой влияет материал фотокатода (может составлять 70—1000 мкА/лм), разрешающая способность – число видимых штрихов изображения, коэффициент преобразования – отношение потоков от экрана прибора и от объекта. Электронно-оптические преобразователи появились в середине ХХ в. Использование современных электронно-оптических преобразователей очень широко: это инфракрасная спектроскопия, кинотехника, ядерная физика, космические исследования.

Инфракрасная спектроскопия получает и изучает спектры поглощения, испускания и отражения в инфракрасной области. Приборы спектрометры применяются в изучении полимеров, полупроводников, химических реакций, в минералогии и в производстве квантовых генераторов.

Пирометры – это приборы, измеряющие температуру тел на основе их излучения в спектре. Пирометры бывают радиационными, цветовыми и яркостными. Самые точные – яркостные пирометры. Точность и чувствительность цветовых пирометров ниже, чем у яркостных. Радиационные пирометры обладают наибольшей чувствительностью, но они самые неточные. Пирометры используются в производстве для управления температурными режимами технологических процессов. Приемники излучения – приборы, преобразующие электромагнитные сигналы в сигналы другой природы, используются как основные в системах управления, в научных исследованиях, астрономии, квантовой электронике. Приемники различаются по типам в зависимости от использованных в них излучающих веществ. Таким веществом могут быть газ, твердое вещество, кристаллы. Также они бывают оптико-акустические, тепловые, пироэлектрические, фотоэлектрические. Существуют приемники излучения одноэлементные и многоэлементные.

Характеристики приемника излучения – это постоянная времени, величина самого минимального сигнала, который может фиксировать данный приемник, чувствительность, коэффициент преобразования.