• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
936
Рубрика: Человек
Раздел: Медицина

Тепловизор: лучше один раз увидеть

Известно, что человеческий глаз может регистрировать электромагнитное излучение лишь в узком диапазоне длин волн, относящихся к видимому свету. Спектр же излучаемых различными объектами фотонов гораздо шире. Много полезных и интересных деталей можно увидеть, если «посмотреть» на живые и неживые объекты в инфракрасном свете. Такие инфракрасные изображения можно получить с помощью специальных приборов – тепловизоров, которые помогают не только наглядно представить процессы изменения температуры различных тел и измерить ее с высокой точностью, но даже диагностировать заболевания на ранних этапах их возникновения

Удивительно, но первые датчики, реагирующие на инфракрасное излучение, появились еще в 1830 г. В них использовались термопары, которые преобразовывали тепло в электрическое напряжение. Спустя полстолетия были открыты терморезистивные материалы, сопротивление которых зависит от температуры, и с их использованием были разработаны датчики излучений – болометры.

 Кремниевые мультиплексоры - важная часть чувствительной к инфракрасному излучению матрицы тепловизора «Свит». Они представляют собой интегральные схемы, собранные на едином кристалле, и предназначены для сбора, усиления и предварительной обработки сигналов матрицы чувствительных к ИК излучению датчиков. В процессе сборки мультиплексоры присоединяются к матрице при помощи холодной сварки. На рисунке – мультиплексоры в заводской сборке, на монолитной технологической пластине В 1920 г. появились фотонные датчики излучений (фотосопротивления и фотодиоды) на основе полупроводниковых материалов, в которых падающие кванты излучения непосредственно преобразуются в электрический сигнал. Такие датчики имели уже более высокую чувствительность и быстродействие. А в 1944 г. были созданы фотоприемники на основе сульфида свинца, которые были чувствительны в спектральном диапазоне 1,5—3 мкм.

До середины прошлого века спектральную область чувствительности датчиков удалось расширить до средней инфракрасной области (3—5 мкм), используя датчики на основе антимонида индия, а затем, в 1960-х гг., – и до дальней инфракрасной области (8—14 мкм), при этом использовались датчики на основе сплава кадмий-ртуть-теллур.

Именно с применением таких полупроводниковых фотонных приемников были разработаны современные тепловизионные камеры, которые широко применяются для визуализации в инфракрасной области спектра самых разных объектов.

Первоначально инфракрасное изображение получали с помощью одиночного датчика, сканируя исследуемый объект при помощи вращающихся призм по вертикали и горизонтали. В более поздних разработках стали использоваться многоэлементные датчики излучений – линейки и матрицы.

Наглядно и точно

Появление тепловизоров открыло перед учеными новые возможности в исследовании тепловых процессов. Этот прибор позволяет визуализировать распределения температуры, давая наглядную и, что важно, точную информацию о степени нагрева различных участков изучаемого объекта. А увидев собственными глазами целостную картину происходящих изменений, можно лучше и быстрее понять физический...

comments powered by HyperComments