Infrapunasensorointia

Infrapunasensorointi tarkoittaa teknologiaa ja menetelmiä, joilla havaitaan, mitataan tai kuvataan infrapunaisen säteilyn perusteella syntyviä signaaleja. Infrapunasäteily on lämpösäteilyä, joka syntyy kaikista kappaleista, joiden lämpötila on yli absoluuttisen nollan. Säteilyä voidaan mitata eri osaspektrien mukaan: lähilämpö (NIR, noin 0,75–1,4 µm), lyhyen aaltopanoksen infrapuna (SWIR, noin 1,4–3 µm), keskipitkän infrapunan (MWIR, noin 3–5 µm) sekä pitkän infrapunan (LWIR, noin 8–14 µm). Täyden infrapunan alueen mittaukset mahdollistavat kuvaamisen erilaisten lämpötilaerojen perusteella.

Teknologian keskeisimmät komponentit ovat infrapunatekijät ja kuvantamismoduulit. Yleisimmät kamerat ovat uncooled (ilman jäähdytystä) mikrobolometri- tai lämpötilakomponenttipaneelit, jotka tarjoavat lämpökuvia. Kalliimmat ja herkemät järjestelmät käyttävät jäähdytettyjä detektoreita, kuten HgCdTe- tai InSb-anturia, sekä piitä ja kvanttivaihtoehtoja (QWIP). Sähkö- ja lämpötilamuutokset muuntuvat sähköisiksi signaaleiksi, jotka kuvaavat pintalämpötilan vaihteluja.

Päämenetelmät jakautuvat passiiviseen ja aktiiviseen infrapunasensorointiin. Passiivinen termografia mittaa objektin itsestään säteilemää lämpöä; aktiivisessa cry thermographyssa käytetään ulkoista lämpö-/lämpöpainetta tai valoa pehmentämään lämpöjakaumaa, jolloin piilevät virheet tai rakenteelliset erot korostuvat.

Sovellukset ovat monipuolisia: turvallisuus- ja valvonta, yöaikainen näkyvyys, teollinen valvonta ja kunnossapito, rakennusten energiatehokkuus, sähköverkot ja auton- sekä robotiikan kuvantamistehtävät. Infraedeneiden käyttöalueet ulottuvat myös lääketieteelliseen termografiaan ja kemialliseen analyysiin infrapunaspektroskopian kautta. Haasteisiin kuuluvat sääolosuhteet, lämpötilan muuttuvuus, kuvan tarkkuus sekä järjestelmän hinta ja kompleksisuus.