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疫情致"红外成像"技术大爆发,IDAJ通过仿真为您揭秘这神奇魔法!

今年由于疫情的蔓延,测体温成了我们日常生活中的重要课题。但在一些人流量较大的地方如火车站、机场等,普通的水银温度计和红外温度计由于测量速度与方式的局限性,会大大影响这些地方的通行效率造成拥堵,从而造成更大的风险。这个时候红外成像就大显神威了。红外成像具有测试速度快,测试范围广且一次可测量多个目标、非接触式测量的优点,完美切合了场景需求。

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红外成像应用场景

什么是红外成像

自然界中,一切物体都可以辐射红外线,因此利用探测仪测量目标本身与背景间的红外线差可以得到不同的热红外线形成的红外图像。红外线是一种不可见光,根据波长不同,红外线可分为三部分:即近红外线,波长为(0.75-1)~(2.5-3)μm之间;中红外线,波长为(2.5-3)~(25-40)μm之间;远红外线,波长为(25-40)~l500μm 之间。红外成像技术是一项前途广阔的高新技术。

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全光谱波段分类

利用这个原理工程师设计了红外热像仪,红外热像仪与常用的相机结构基本类似,主要包括接收红外波进行红外成像的红外镜头,和对红外波进行探测的红外探测器。物体辐射出红外波,红外波通过镜头对光波的折射路径的改变,使其聚焦在红外探测器上,实现成像的目的。

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红外成像仪结构

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红外镜头(左)和红外探测器(右)

Speos红外成像仿真

SPEOS辐射模拟系统可以模拟和优化可见、近红外和远红外系统。该软件包允许将光学模拟扩展到光学系统周围的机械部件来计算和理解光学系统的辐射效率(W/m2…),亮度(W/m/sr…),强度(W/sr,cd…)。光线传播考虑了表面的光学特性,其表征为完全各向异性扩散(BRDF、BTDF和BSDF)、皮肤、人体组织、材料和源发射(UV、红外、伽玛射线、X射线)。红外材料,以及扩散体积,允许模型雾和烟雾。结果包括辐射效率、辐射交换分析、杂散光分析、鬼影图像等。

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工作原理

SPEOS软件进行红外成像的过程也非常简单。首先,当我们拿到红外热成像仪数模后,需要先给数模定义材料,如镜头材料,不同的材料对光线的折射率和色彩的吸收透过率都不同,需要特别注意的是我们红外探测器表面需要根据其对不同波长的光的敏感程度定义其表面特性。接着我们便可以定义辐射源,SPEOS软件支持两种方式的辐射源定义,测得的辐射场源文件和直接定义模型表面为辐射源。然后我们根据红外探测器的接收表面大小定义我们仿真的探测器。最后便可以搭建仿真得到输出结果。

仿真过程简单明了,结果准确,感兴趣的用户可以尝试一下。

如果您有任何关于Ansys Speos产品试用/咨询/培训的需求,欢迎您联系IDAJ中国Ansys光学团队。

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