적외선 열화상 기술은 광전 기술을 활용하여 물체 열 복사의 특정 대역 신호를 감지하는 첨단 기술로 고유한 장점을 바탕으로 다양한 분야에서 두각을 나타내고 있습니다. 물체의 열복사 신호를 인간의 시각으로 구별할 수 있는 이미지와 그래픽으로 변환하고 온도 값을 추가로 계산하여 인간이 물체 표면의 온도 분포를 "볼" 수 있도록 하며 기존 시각의 한계를 극복할 수 있습니다.
기술 원리
물체의 표면 온도가 절대 영도보다 높으면 전자기파가 방출됩니다. 온도가 변함에 따라 전자파의 복사강도와 파장분포 특성도 변한다. 그 중 파장이 0.75μm~1000μm에 이르는 전자파를 '적외선'이라고 부르며, 인간의 눈에 보이는 '가시광선'의 파장은 0.4μm~0.75μm이다.
적외선에서 파장이 0.78~2.0미크론인 부분은 근적외선이고, 파장이 2.0~1000미크론인 부분은 열적외선입니다. 적외선은 지표면을 여행할 때 대기 중의 H2O, CO2 등의 물질에 흡수되어 강도가 크게 감소합니다. 중{7}}파장 3μ~5μm와 장파-8~12μm의 두 대역만이 투과율이 좋으며, 이를 일반적으로 "대기 창"이라고 합니다. 대부분의 적외선 열화상 장비는 이 두 대역을 감지하여 물체의 표면 온도 분포를 계산하고 표시합니다. 한편, 적외선은 대부분의 고체 및 액체 물질에 대한 투과 능력이 극히 낮기 때문에 적외선 열화상 감지는 주로 물체 표면의 적외선 방사 에너지를 측정합니다.
카메라가 사진을 형성하고 TV 카메라가 TV 이미지를 형성하는 것처럼 모두 가시광선 이미징입니다. 자연계에서는 모든 물체가 적외선을 방출할 수 있습니다. 감지기를 사용하여 대상과 배경 사이의 적외선 차이를 측정하면 다양한 적외선 이미지를 얻을 수 있습니다. 그 중 열적외선에 의해 형성된 영상을 열지도(thermal map)이라 한다.
주요 특징
적외선 열화상 기술은 두 가지 중요한 특성을 가지고 있으며, 이는 다양한 분야에 적용할 수 있는 견고한 기반을 마련합니다.
한편, 대기, 연기 등은 가시광선과 근{1}}적외선을 흡수하지만 3~5미크론과 8~14미크론의 열적외선에는 투명합니다. 따라서 이 두 대역을 열적외선의 "대기 창"이라고 합니다. 이 두 개의 창을 통해 사람들은 완전히 어두운 밤이나 연기가 자욱한 환경에서도 전방 상황을 명확하게 관찰할 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해 열적외선 영상 기술은 군용 고급 야간 투시 장비를 제공하고 항공기, 군함 및 탱크에 전천후 전방 감시 시스템을 장착하여 군사 분야에서 중요한 역할을 하게 됩니다. 이는 걸프전과 같은 많은 군사 작전에서 중요한 역할을 했습니다.
한편, 물체의 열복사 에너지의 양은 물체의 표면 온도와 직접적인 관련이 있습니다. 이러한 특성을 바탕으로 사람들은 적외선 열화상 기술을 사용하여 물체의 비접촉 온도 측정 및 열 상태 분석을 수행할 수 있으며, 이는 산업 생산, 에너지 절약, 환경 보호 및 기타 분야에 중요한 감지 방법 및 진단 도구를 제공합니다.
적용 분야
적외선 열화상 기술은 매우 광범위한 응용 분야를 갖고 있으며 화재 감지, 결함 검사, 진품 식별 및 기타 측면에서 대체할 수 없는 역할을 합니다.
화재 감지 측면에서 볼 때, 큰 숲에서 눈에 띄지 않는 숨겨진 화재로 인해 발생한 화재의 경우 전통적인 방법은 감지하기 어렵지만 적외선 열화상 장비는 놀라운 효과를 발휘할 수 있습니다. 항공기에 순찰용 적외선 열화상 장비를 장착하면 숨겨진 화재를 빠르고 효과적으로 찾아낼 수 있으며, 화재가 발생하면 즉시 진압할 수 있습니다. 1975년 초에 캐나다 산림대학(Canadian College of Forestry)은 적외선 열화상 기술을 사용하여 항공기의 잠재적인 화재 원인을 확인하는 산불 예방 테스트를 수행했습니다. 캐나다 산림연구센터의 헬리콥터는 AGA750 휴대용 열화상 장비를 사용해 한 번의 화재 시즌에 숨겨진 화재 15건을 찾아냈습니다. 또한 곡물 창고의 자연 발화 방지에 있어서 적외선 열화상 장비는 화재 위치와 범위를 정확하게 파악하여 조기 감지, 조기 예방 및 조기 진화를 달성할 수 있습니다.
결함 검사 시 적외선 열화상 장비는 전기 장비의 접촉 불량과 과열된 기계 구성 요소를 감지하여 심각한 단락 및 화재를 방지할 수 있습니다. 1980년부터 1983년까지 중국은 자체 제작한 열화상 장비를 사용하여 -북중국 전력망의 많은 발전소, 변전소 및 고압선 플러그에 대한 과열 검사를 수행했으며, 많은 수의 비정상적인 발열 지점을 발견했으며 적시에 치료한 후 화재 사고가 발생하지 않았습니다. 미국의 관련 통계에 따르면 전기 장비의 숨겨진 위험 중 25% 이상이 화재의 주요 원인이며 대부분 플러그 접촉 불량으로 인해 발생하며 적외선 열화상 기술은 이러한 숨겨진 위험을 효과적으로 감지할 수 있음을 보여줍니다.
진품 식별 분야에서도 적외선 열화상 기술은 독보적인 가치를 보여준다. 2008년 과학자들은 이 기술을 이용해 피카소의 작품 '블루 룸(The Blue Room)'을 스캔한 뒤 이미지 아래에서 나비넥타이를 맨 남자의 초상화를 발견해 미술 연구에 새로운 단서를 제공했다.
희이의 기술 발굴 및 기여
적외선 열화상 기술 개발 및 적용에 있어서 희루이기술(https://www.huirui-ir.com/)은 이 분야에 깊이 관여하는 기업으로서 계속해서 노력하고 있습니다. 적외선 열화상 기술의 연구개발과 관련 제품 생산에 중점을 두고 있습니다. 첨단 기술과 고품질의 제품을 통해 다양한 산업 분야에 안정적인 적외선 열화상 솔루션을 제공하고 더 많은 시나리오에서 적외선 열화상 기술의 적용을 촉진하며 안전성 보장 및 효율성 향상에 기여합니다.
지속적인 기술 발전으로 적외선 열화상 기술은 더 많은 분야에서 빛을 발할 것이며 인간의 생산과 삶에 더 많은 편리함과 안전을 가져다 줄 것입니다.
