㈠ 近紅外光譜的性能指標
對一台近紅外光譜儀器進行評價時,必須要了解儀器的主要性能指標,下面簡單做下介紹。
1. 儀器的波長范圍
傅立葉變換近紅外光譜儀
對任何一台特定的近紅外光譜儀器,都有其有效的光譜范圍,光譜范圍主要取決於儀器的光路設計、檢測器的類型以及光源。近紅外光譜儀器的波長范圍通常分兩段,700~1100nm的短波近紅外光譜區域和1100~2500nm的長波近紅外光譜區域。
2. 光譜的解析度
光譜的解析度主要取決於光譜儀器的分光系統,對用多通道檢測器的儀器,還與儀器的像素有關。分光系統的光譜帶寬越窄,其解析度越高,對光柵分光儀器而言,解析度的大小還與狹縫的設計有關。儀器的解析度能否滿足要求,要看儀器的分析對象,即解析度的大小能否滿足樣品信息的提取要求。有些化合物的結構特徵比較接近,要得到准確的分析結果,就要對儀器的解析度提出較高的要求,例如二甲苯異構體的分析,一般要求儀器的解析度好於1nm。
3. 波長准確性
光譜儀器波長准確性是指儀器測定標准物質某一譜峰的波長與該譜峰的標定波長之差。波長的准確性對保證近紅外光譜儀器間的模型傳遞非常重要。為了保證儀器間校正模型的有效傳遞,波長的准確性在短波近紅外范圍要求好於0.5nm,長波近紅外范圍好於1.5nm。
4.波長重現性
波長的重現性指對樣品進行多次掃描,譜峰位置間的差異,通常用多次測量某一譜峰位置所得波長或波數的標准偏差表示(傅立葉變換的近紅外光譜儀器習慣用波數cm-1表示)。波長重現性是體現儀器穩定性的一個重要指標,對校正模型的建立和模型的傳遞均有較大的影響,同樣也會影響最終分析結果的准確性。一般儀器波長的重現性應好於0.1nm。
5. 吸光度准確性
吸光度准確性是指儀器對某標准物質進行透射或漫反射測量,測量的吸光度值與該物質標定值之差。對那些直接用吸光度值進行定量的近紅外方法,吸光度的准確性直接影響測定結果的准確性。
6. 吸光度重現性
吸光度重現性指在同一背景下對同一樣品進行多次掃描,各掃描點下不同次測量吸光度之間的差異。通常用多次測量某一譜峰位置所得吸光度的標准偏差表示。吸光度重現性對近紅外檢測來說是一個很重要的指標,它直接影響模型建立的效果和測量的准確性。一般吸光度重現性應在0.001~0.0004A之間。
7. 吸光度噪音
吸光度噪音也稱光譜的穩定性,是指在確定的波長范圍內對樣品進行多次掃描,得到光譜的均方差。吸光度噪音是體現儀器穩定性的重要指標。將樣品信號強度與吸光度噪音相比可計算出信噪比。
8. 吸光度范圍
吸光度范圍也稱光譜儀的動態范圍,是指儀器測定可用的最高吸光度與最低能檢測到的吸光度之比。吸光度范圍越大,可用於檢測樣品的線性范圍也越大。
9.基線穩定性
基線穩定性是指儀器相對於參比掃描所得基線的平整性,平整性可用基線漂移的大小來衡量。基線的穩定性對我們獲得穩定的光譜有直接的影響。
10.雜散光
雜散光定義為除要求的分析光外其它到達樣品和檢測器的光量總和,是導致儀器測量出現非線性的主要原因,特別對光柵型儀器的設計,雜散光的控制非常重要。雜散光對儀器的噪音、基線及光譜的穩定性均有影響。一般要求雜散光小於透過率的0.1%。
11. 掃描速度
掃描速度是指在一定的波長范圍內完成1次掃描所需要的時間。不同設計方式的儀器完成1次掃描所需的時間有很大的差別。例如,電荷耦合器件多通道近紅外光譜儀器完成1次掃描只需20ms,速度很快;一般傅立葉變換儀器的掃描速度在1次/s左右;傳統的光柵掃描型儀器的掃描速度相對較慢,較快的掃描速度也不過2次/s左右。
12. 數據采樣間隔
近紅外光譜圖
采樣間隔是指連續記錄的兩個光譜信號間的波長差。很顯然,間隔越小,樣品信息越豐富,但光譜存儲空間也越大;間隔過大則可能丟失樣品信息,比較合適的數據采樣間隔設計應當小於儀器的解析度。
13. 測樣方式
測樣方式在此指儀器可提供的樣品光譜採集形式。有些儀器能提供透射、漫反射、光纖測量等多種光譜採集形式。
14.軟體功能
軟體是現代近紅外光譜儀器的重要組成部分。軟體一般由光譜採集軟體和光譜化學計量學處理軟體兩部分構成。前者不同廠家的儀器沒有很大的區別,而後者在軟體功能設計和內容上則差別很大。光譜化學計量學處理軟體一般由譜圖的預處理、定性或定量校正模型的建立和未知樣品的預測三大部分組成,軟體功能的評價要看軟體的內容能否滿足實際工作的需要。
㈡ 工業用紅外測溫儀的紅外診斷技術
對電氣設備的早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預測,使傳統電氣設備的預防性試驗維修(預防試驗是50年代引進前蘇聯的標准)提高到預知狀態檢修,這也是現代電力企業發展的方向。特別是現在大機組、超高電壓的發展,對電力系統的可靠運行,關繫到電網的穩定,提出了越來越高的要求。隨著現代科學技術不斷發展成熟與日益完善,利用紅外狀態監測和診斷技術具有遠距離、不接觸、不取樣、不解體,又具有準確、快速、直觀等特點,實時地在線監測和診斷電氣設備大多數故障(幾乎可以覆蓋所有電氣設備各種故障的檢測)。它備受國內外電力行業的重視(國外70年代後期普遍應用的一種先進狀態檢修體制),並得到快速發展。紅外檢測技術的應用,對提高電氣設備的可靠性與有效性,提高運行經濟效益,降低維修成本都有很重要的意義。是目前在預知檢修領域中普遍推廣的一種很好手段,又能使維修水平和設備的健康水平上一個台階。
採用紅外成像檢測技術可以對正在運行的設備進行非接觸檢測,拍攝其溫度場的分布、測量任何部位的溫度值,據此對各種外部及內部故障進行診斷,具有實時、遙測、直觀和定量測溫等優點,用來檢測發電廠、變電所和輸電線路的運轉設備和帶電設備非常方便、有效。
利用熱像儀檢測在線電氣設備的方法是紅外溫度記錄法。紅外溫度記錄法是工業上用來無損探測,檢測設備性能和掌握其運行狀態的一項新技術。與傳統的測溫方式(如熱電偶、不同熔點的蠟片等放置在被測物表面或體內)相比,熱像儀可在一定距離內實時、定量、在線檢測發熱點的溫度,通過掃描,還可以繪出設備在運行中的溫度梯度熱像圖,而且靈敏度高,不受電磁場干擾,便於現場使用。它可以在-20℃~2000℃的寬量程內以0.05℃的高解析度檢測電氣設備的熱致故障,揭示出如導線接頭或線夾發熱,以及電氣設備中的局部過熱點等等。
帶電設備的紅外診斷技術是一門新興的學科。它是利用帶電設備的致熱效應,採用專用設備獲取從設備表面發出的紅外輻射信息,進而判斷設備狀況和缺陷性質的一門綜合技術 .
㈢ 紅外線的國家標准
與紅外線相關的現行國家標准
GB/T 4333.10-1990 硅鐵化學分析方法紅外線吸收法測定碳量
GB/T 11261-2006 鋼鐵氧含量的測定脈沖加熱惰氣熔融-紅外線吸收法
GB/T 4702.14-1988 金屬鉻化學分析方法紅外線吸收法測定碳量
GB/T 5059.7-1988 鉬鐵化學分析方法紅外線吸收法測定碳量
GB 4706.85-2008 家用和類似用途電器的安全紫外線和紅外線輻射皮膚器具的特殊要求
GB/T 4699.6-2008 鉻鐵和硅鉻合金硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法
GB/T 4701.10-2008 鈦鐵硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法
GB/T 4699.4-2008 鉻鐵和硅鉻合金碳含量的測定紅外線吸收法和重量法
GB/T 5686.7-2008 錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法
GB/T 7731.12-2008 鎢鐵硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法
GB/T 3654.6-2008 鈮鐵硫含量的測定燃燒碘量法、次甲基藍光度法和紅外線吸收法
GB/T 5686.5-2008 錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳碳含量的測定紅外線吸收法、氣體容量法、重量法和庫侖法
GB/T 4702.16-2008 金屬鉻硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法
GB/T 5059.9-2008 鉬鐵硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒碘量法
GB/T 8704.3-2009 釩鐵硫含量的測定紅外線吸收法及燃燒中和滴定法
GB/T 8704.1-2009 釩鐵碳含量的測定紅外線吸收法及氣體容量法
GB/T 4701.8-2009 鈦鐵碳含量的測定紅外線吸收法
GB/T 24224-2009 鉻礦石硫含量的測定燃燒-中和滴定法、燃燒-碘酸鉀滴定法和燃燒-紅外線吸收法
GB/T 23140-2009 紅外線燈泡
GB/T 24583.6-2009 釩氮合金硫含量的測定紅外線吸收法
GB/T 24583.4-2009 釩氮合金碳含量的測定紅外線吸收法
GB/T 24583.7-2009 釩氮合金氧含量的測定紅外線吸收法
GB/T 7731.10-1988 鎢鐵化學分析方法紅外線吸收法測定碳量
GB/T 25930-2010 紅外線氣體分析器試驗方法
GB/T 25929-2010 紅外線氣體分析器技術條件
GB/T 13193-1991 水質總有機碳(TOC) 的測定非色散紅外線吸收法
㈣ 近紅外光分析技術
樓主你好:
近紅外光(NIR)是介於可見區和中紅外區間的電磁波,不同文獻中對其波長范圍的劃分不盡相同,美國試驗和材料協會(ASTM)規定為700 nm至2500 nm。NIR常被化分為短波近紅外(SW-NIR)和長波近紅外(LW-NIR),其波段范圍分別為700—1100 nm和1100—2500 nm。
1800年,Herschel 首次發現了NIR光譜區;1900年前後,NIR光譜儀器使用玻璃棱鏡和膠片記錄器,其光譜范圍局限於700 nm—1600 nm。50年代的商品NIR光譜儀使用硫化鉛光敏電阻作檢測器,其波長范圍能延伸至3000 nm,能用於定量分析,但,由於NIR消光系數低和譜帶寬而解析困難,該技術並沒有獲得廣泛應用。60年代,Karl Norris 使用漫反射技術對麥子水分、蛋白和脂肪含量進行研究,發現NIR光譜用於常規分析的實用價值。隨計算機發展和化學計量學(Chemometrics)誕生,NIR和化學計量學結合產生了現代NIR光譜學。NIR最先應用於農業領域。80年代,光譜儀器製作和計算機技術水平有了大的提高,NIR被廣泛應用於在工業和其它領域。近幾屆匹司堡分析儀器會議上,NIR已成為紅外光譜分析報道的熱點。NIR在線分析應用給石化工業帶來了巨大經濟效益,更是引人注目。
根據紅外輻射在地球大氣層中的傳輸特性,通常分為近紅外(0.75μm到3μm)、中紅外(3μm到30μm)、遠紅外(30μm到1000μm)。
主要區別是波長不同,應用領域不同。
紅外吸收光譜法是定性鑒定化合物及其結構的重要方法之一,在生物學、化學和環境科學等研究領域發揮著重要作用。無論樣品是固體、液體和氣體,純物質還是混合物,有機物還是無機物,都可以進行紅外分析。紅外光譜法廣泛應用於高分子材料、礦物、食品、環境、纖維、染料、粘合劑、油漆、毒物、葯物等諸多方面,在未知化合物剖析方面具有獨到之處。
(NIR)分析技術是近年來分析化學領域迅猛發展的高新分析技術,越來越引起國內外分析專家的注目,在分析化學領域被譽為分析「巨人」,它的出現可以說帶來了又一次分析技術的革命。更多質量檢測、分析測試、化學計量、標准物質相關技術資料請參考中檢所標准品對照品 www.rmhot.com
近紅外區域按ASTM定義是指波長在780~2526nm范圍內的電磁波,是人們最早發現的非可見光區域。由於物質在該譜區的倍頻和合頻吸收信號弱,譜帶重疊,解析復雜,受當時的技術水平限制,近紅外光譜「沉睡」 了近一個半世紀。直到20世紀50年代,隨著商品化儀器的出現及Norris等人所做的大量工作,使得近紅外光譜技術曾經在農副產品分析中得到廣泛應用。到60年代中後期,隨著各種新的分析技術的出現,加之經典近紅外光譜分析技術暴露出的靈敏度低、抗干擾性差的弱點,使人們淡漠了該技術在分析測試中的應用,從此,近紅外光譜進入了一個沉默的時期。80年代後期,隨著計算機技術的迅速發展,帶動了分析儀器的數字化和化學計量學的發展,通過化學計量學方法在解決光譜信息提取和背景干擾方面取得的良好效果,加之近紅外光譜在測樣技術上所獨有的特點,使人們重新認識了近紅外光譜的價值,近紅外光譜在各領域中的應用研究陸續展開。進入90年代,近紅外光譜在工業領域中的應用全面展開,有關近紅外光譜的研究及應用文獻幾乎呈指數增長,成為發展最快、最引人注目的一門獨立的分析技術。由於近紅外光在常規光纖中具有良好的傳輸特性,使近紅外光譜在在線分析領域也得到了很好的應用,並取得良好的社會效益和經濟效益,從此近紅外光譜技術進入一個快速發展的新時期。
我國對近紅外光譜技術的研究及應用起步較晚,除一些專業分析工作人員以外,近紅外光譜分析技術還鮮為人知。但1995年以來已受到了多方面的關注,並在儀器的研製、軟體開發、基礎研究和應用等方面取得了較為可喜的成果。但是目前國內能夠提供整套近紅外光譜分析技術(近紅外光譜分析儀器、化學計量學軟體、應用模型)的公司仍是寥寥無幾。隨著中國加入WTO及經濟全球化的浪潮,國外許多大型分析儀器生產商紛紛登陸中國,想在第一時間佔領中國的近紅外光譜分析儀器市場。由此也可以看出近紅外光譜分析技術在分析界炙手可熱的發展趨勢。在不久的未來,近紅外光譜分析技術在分析界必將為更多的人所認識和接受。
現代近紅外光譜分析是將光譜測量技術、計算機技術、化學計量學技術與基礎測試技術的有機結合。是將近紅外光譜所反映的樣品基團、組成或物態信息與用標准或認可的參比方法測得的組成或性質數據採用化學計量學技術建立校正模型,然後通過對未知樣品光譜的測定和建立的校正模型來快速預測其組成或性質的一種分析方法。
與常規分析技術不同,近紅外光譜是一種間接分析技術,必須通過建立校正模型(標定模型)來實現對未知樣品的定性或定量分析。具體的分析過程主要包括以下幾個步驟:一是選擇有代表性的樣品並測量其近紅外光譜;二是採用標准或認可的參考方法測定所關心的組分或性質數據;三是將測量的光譜和基礎數據,用適當的化學計量方法建立校正模型;四是未知樣品組分或性質的測定。由近紅外光譜分析技術的工作過程可見,現代近紅外光譜分析技術包括了近紅外光譜儀、化學計量學軟體和應用模型三部分。三者的有機結合才能滿足快速分析的技術要求,是缺一不可的。
與傳統分析技術相比,近紅外光譜分析技術具有諸多優點,它能在幾分鍾內,僅通過對被測樣品完成一次近紅外光譜的採集測量,即可完成其多項性能指標的測定(最多可達十餘項指標)。光譜測量時不需要對分析樣品進行前處理;分析過程中不消耗其它材料或破壞樣品;分析重現性好、成本低。對於經常的質量監控是十分經濟且快速的,但對於偶然做一兩次的分析或分散性樣品的分析則不太適用。因為建立近紅外光譜方法之前必須投入一定的人力、物力和財力才能得到一個准確的校正模型。
近紅外光譜主要是反映C-H、O-H、N-H、S-H等化學鍵的信息,因此分析范圍幾乎可覆蓋所有的有機化合物和混合物。加之其獨有的諸多優點,決定了它應用領域的廣闊,使其在國民經濟發展的許多行業中都能發揮積極作用,並逐漸扮演著不可或缺的角色。主要的應用領域包括:石油及石油化工、基本有機化工、精細化工、冶金、生命科學、制葯、醫學臨床、農業、食品、飲料、煙草、紡織、造紙、化妝品、質量監督、環境保護、高校及科研院所等。在石化領域可測定油品的辛烷值、族組成、十六烷值、閃點、冰點、凝固點、餾程、MTBE含量等;在農業領域可以測定穀物的蛋白質、糖、脂肪、纖維、水分含量等;在醫葯領域可以測定葯品中有效成分,組成和含量;亦可進行樣品的種類鑒別,如酒類和香水的真假辨別,環保廢棄物的分檢等。
相信隨著科學技術的不斷發展,近紅外光譜分析技術這一先進的技術必將得到廣泛的認同和應用
㈤ 請問紅外線在光譜中的波長范圍是多少
近紅外光的波長范圍是780~2526納米。近紅外光分為近紅外短波(780~1100nm)和近紅外長波(1100~2526nm)兩個區域。
近紅外區域是人們最早發現的非可見光區域。屬於分子振動光譜的倍頻和主頻吸收光譜,主要是由於分子振動的非諧振性使分子振動從基態向高能級躍遷時產生的,具有較強的穿透能力。
由於不同的有機物含有不同的基團,不同的基團有不同的能級,不同的基團和同一基團在不同物理化學環境中對近紅外光的吸收波長都有明顯差別,且吸收系數小,發熱少。
(5)短波紅外技術分析方法國家標准擴展閱讀:
近紅外光譜分析技術包括定性分析和定量分析,定性分析的目的是確定物質的組成與結構,而定量分析則是為了確定物質中某些組分的含量或是物質的品質屬性的值。
與常用的化學分析方法不同,近紅外光譜分析法是一種間接分析技術,是用統計的方法在樣品待測屬性值與近紅外光譜數據之間建立一個關聯模型(或稱校正模型,CalibrationModel)。
因此在對未知樣品進行分析之前需要搜集一批用於建立關聯模型的訓練樣品(或稱校正樣品,CalibrationSamples),獲得用近紅外光譜儀器測得的樣品光譜數據和用化學分析方法(或稱參考方法,Referencemethod)測得的真實數據。
㈥ 可見光-短波紅外高光譜
一、內容概述
高光譜遙感地質應用的動力一直來源於礦產地質填圖及出於礦產勘查目的而對地表組成信息的獲取。其原因通常與熱液系統有關。不同類型的蝕變或礦化,往往具有與之相對應的主要光譜吸收特徵組合,因而在可見光-短波紅外光譜中能夠發現診斷性吸收特徵,並對相關礦物組合進行填圖。
這方面的應用多數採用機載高光譜數據,而AVIRIS和HyMAP是最常用的機載感測器。Kruse(2003)使用Hyperion 航天高光譜數據與 AVIRIS 數據進行了對比,他認為,「星載高光譜感測器可以生成有用的礦物信息,但今後星載感測器必須提高信噪比(SNR),才能達到目前利用機載感測器(如AVIRIS)數據進行填圖的相同水平」。有一些研究,包括對比使用高級陸地成像儀(ALI)、ASTER和Hyperion數據進行礦物填圖,以及單獨使用Hyperion數據進行熱液蝕變礦物填圖的試驗結果,都支持上述觀點。近來,Hyperion被用於更新約旦德納(Dana)國家地質公園的地質圖,通過包括微小校正在內的處理過程,生成地層劃分產品。
二、應用范圍及應用實例
研究最多的系統是熱液系統,因為它包含有豐富的具有光譜學活性的礦物組,比如含羥基礦物(熱液成因黏土、硫酸鹽)、含銨基礦物、層狀硅酸鹽、鐵氧化物和碳酸鹽等。經典的研究程度很高的熱液系統是美國宇航局噴氣推進實驗室在內華達州Cuprite礦區的試驗場,在那裡進行的一些關於光譜學的早期研究為陸地衛星(Landsat)、ASTER及隨後的高光譜感測器的研發奠定了基礎。關於高光譜遙感的文獻,大部分研究的是(低、高硫化)淺成熱液金礦系統,主要利用蝕變礦物方法來研究礦化系統的礦產開發前景。一種根據ASTER數據進行區域蝕變填圖,隨後在局部利用Hyperion數據進行靶區圈定的綜合方法,已經在礦產勘查過程中使用。最近,為了開發利用地熱資源,還對正在活動的熱液系統開展了研究。
對其他類型礦床的研究較少,但大多數常見礦床都已經用高光譜數據做過分析,包括卡林型(利用ASTER進行野外高光譜測量)、太古宙脈狀型、矽卡岩型、鈣質矽卡岩型和火山成因塊狀硫化物(VMS)成因礦床等。這些研究側重地表礦物填圖,並將其作為找礦標志。其中一項比較有意思的運用是將光譜學用於VMS型礦床中硫化物礦石的分級。盡管一些關於與邁爾馬克(Tschermak)置換有關的吸收特徵位置的早期研究表明,雲母與綠泥石的化學成分可引起較小的波長偏移,這種偏移與Na-K或Al-Mg的成分變化有關,但填圖時很少考慮這個問題。近來這項工作朝著岩石變質級別的評價方向前進了一步,但仍然未說明這些較小的波長偏移現象。有些文獻將光譜學與礦物化學綜合起來,以重建流體通道;有些研究者則根據碳酸鹽吸收特徵,對方解石 -白雲石礦物組合或白雲石化模式進行填圖。此外,地球熱液系統還被當作火星上的類似物,以增加對後者表面礦物的了解。有些研究者認為火星上有熱液系統存在,但都形成於比地球相同地質背景的平均表面溫度低許多的情況下。近來的研究在火星上發現了硫酸鹽、含水硅酸鹽和層狀硅酸鹽,都支持火星上存在熱液作用的觀點,但硫酸鹽也可能由蒸發過程形成。
有些研究利用高光譜遙感,分別在北極圈、花崗岩地體、蛇綠岩套和橄欖岩(西班牙Ronda橄欖岩)進行岩性填圖。
高光譜遙感也經常被用於礦山尾礦的研究。大多數研究側重於尾礦中能夠生成酸的礦物(如黃鐵礦),並繪制了氧化產物(黃鉀鐵礬、水鐵礦、針鐵礦或赤鐵礦)的空間分布圖,以揭示環境污染的程度。這些研究主要側重於地表礦物填圖,大多數忽略了環境質量、健康方面的因素,以及地表淋濾過程與元素活動性的聯系,還有地下水中的運移過程等。很少有研究將高光譜圖件與健康因素結合在一起,唯一的一項研究是對粉塵中的石棉礦物進行填圖,這些粉塵可能被風吹起來,並威脅到人類的健康。
高光譜遙感很少被應用到石油與天然氣工業。僅有的研究也主要集中在石油與天然氣泄漏,以及對油砂填圖並估計其中總的瀝青含量。
高光譜遙感一項有意義的進展是鑽孔岩心成像和圍岩成像。第一個公開報道的關於鑽孔岩心高光譜成像的研究使用的是野外攜帶型紅外光譜儀(PIMA),可追溯到1996 年。目前有幾種鑽孔岩心成像設備,可提供鑽孔岩心的高光譜掃描數據。盡管這種技術對礦業公司而言,已經變得越來越好用,可確定礦石品位,並將真正的礦石同廢礦區分開來,但關於這種技術的科學文獻卻很少。對這種技術的合理延伸就是陸地高光譜遙感,它可以對圍岩或露頭進行成像。這也是高光譜遙感的非常有前景的一項應用,因為:它填補了野外逐點測量結果與圖像之間的空白;它可以測量用機載設備很不容易成像的垂直剖面。
此外,值得一提的是,高光譜測量技術使得行星地質學在地表成分觀察與填圖方面取得重要突破。近年來,幾項依據CRISM與OMEGA數據的研究已經取得了關於火星的新認識。層狀硅酸鹽的存在表明,火星表面曾經歷過熱液作用和/或風化作用。根據可見光-近紅外(VNIR)光譜學原理,已經在火星上明確識別出了幾種硅酸鹽礦物。含鐵、鎂、鋁的蒙脫石(綠脫石、皂石和膠嶺石)含量最豐富,其次是少量的高嶺石、綠泥石(富鐵鮞綠泥石和鎂綠泥石)、伊利石或白雲母。層狀硅酸鹽盡管有一部分在早赫斯珀里得斯紀(Hesperian)岩石中被發現,但多數出現在諾亞紀(Noachian)岩石中。已發現的層狀硅酸鹽沉積物主要以3種不同的形式存在:①成層的硅酸鹽沉積;②塊狀的諾亞紀層硅酸鹽沉積;③隕石坑內含層狀硅酸鹽的沉積扇。對這些沉積物的成因機制,盡管已經提出了像火山灰蝕變、玄武岩風化殼近地表風化、經搬運的分選黏土在水下沉積及熱液沉積等多種觀點,但至今仍不明確。此外,對硫酸鹽、橄欖石或輝石也進行了填圖。
三、資料來源
van der Meer F D,van der Werff H M A,van Ruitenbeek F J A et al.2012.Multi⁃and hyperspectral geologic remote sensing:A review.International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation,14(1):112~128
㈦ 紅外線,鐳射光,射線,有哪些方面本質的區別哪些可以用於醫療哪些可以用於民用哪些可以用於軍事
在光譜中波長自760nm至400μm的電磁波稱為紅外線,紅外線是不可見光線。所有高於絕對零度(-273.15℃)的物質都可以產生紅外線。現代物理學稱之為熱射線。醫用紅外線可分為兩類:近紅外線與遠紅外線。
1基本概念
太陽光譜
紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種,由英國科學家赫歇爾於1800年發現,又稱為紅外熱輻射,他將太陽光用三棱鏡分解開,在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計,試圖測量各種顏色的光的加熱效應。結果發現,位於紅光外側的那支溫度計升溫最快。因此得到結論:太陽光譜中,紅光的外側必定存在看不見的光線,這就是紅外線。也可以當作傳輸之媒介。 太陽光譜上紅外線的波長大於可見光線,波長為0.75~1000μm。紅外線可分為三部分,即近紅外線,波長為(0.75-1)~(2.5-3)μm之間;中紅外線,波長為(2.5-3)~(25-40)μm之間;遠紅外線,波長為(25-40)~l000μm 之間。
紅外線是波長介乎微波與可見光之間的電磁波,波長在760納米至1毫米之間,是波長比紅光長的非可見光。覆蓋室溫下物體所發出的熱輻射的波段。透過雲霧能力比可見光強。在通訊、探測、醫療、軍事等方面有廣泛的用途。 俗稱紅外光。
真正的紅外線夜視儀是光電倍增管成像,與望遠鏡原理完全不同,白天不能使用,價格昂貴且需電源才能工作。
近紅外線或稱短波紅外線,波長0.76~1.5微米,穿入人體組織較深,約5~10毫米;遠紅外線或稱長波紅外線,波長1.5~400微米,多被表層皮膚吸收,穿透組織深度小於2毫米。
紅外大氣窗口
近紅外線| (Near Infra-red, NIR)| 700~ 2,000nm | 0.7~2 MICRON
中紅外線 | (Middle Infra-red, MIR)| 3,000~ 5,000nm | 3~5 MICRON
遠紅外線| (Far Infra-red, FIR)| 8,000~14,000nm | 8~14 MICRON
2物理性質
1.有熱效應
2.穿透雲霧的能力強
3發現波長
公元1666年牛頓發現光譜並測量出3,900埃~7,600埃(400nm~700nm)是可見光的波長。1800年4月24日英國倫敦皇家學會(ROYAL SOCIETY)的威廉·赫歇爾發表太陽光在可見光譜的紅光之外還有一種不可見的延伸光譜,具有熱效應。他所使用的方法很簡單,用一支溫度計測量經過棱鏡分光後的各色光線溫度,由紫到紅,發現溫度逐漸增加,可是當溫度計放到紅光以外的部分,溫度仍持續上升,因而斷定有紅外線的存在。在紫外線的部分也做同樣的測試,但溫度並沒有增高的反應。紫外線是1801年由RITTER用氯化銀(Silver chloride)感光劑所發現的。底片所能感應的近紅外線波長是肉眼所能看見光線波長的兩倍,用底片可以記錄到的波長上限是13,500埃,如果再加上其它特殊的設備,則最高可以達到20,000埃,再往上就必須用物理儀器偵測了。
4特點測試
紅外線波長較長, (無線電、微波、紅外線、可見光。波長按由長到短順序),給人的感覺是熱的感覺,產生的效應是熱效應,那麼紅外線在穿透的過程中穿透達到的范圍是在一個什麼樣的層次?如果紅外線能穿透到原子、分子內部,那麼會引起原子、分子的膨大而導致原子、分子的解體。真的是這樣嗎?而事實上呢?紅外線頻率較低,能量不夠,遠遠達不到原子、分子解體的效果。因此,紅外線只能穿透了原子分子的間隙中,而不能穿透到原子、分子的內部,由於紅外線只能穿透到原子、分子的間隙,會使原子、分子的振動加快、間距拉大,即增加熱運動能量,從宏觀上看,物質在融化、在沸騰、在汽化,但物質的本質(原子、分子本身)並沒有發生改變,這就是紅外線的熱效應。
因此我們可以利用紅外線的這種激發機制來燒烤食物,使有機高分子發生變性,但不能利用紅外線產生光電效應,更不能使原子核內部發生改變。
同樣的道理,我們不能用無線電波來燒烤食物,無線電波的波長實在太長無法穿透到有機高分子間隙更不用說使其變性達到食物烤熟的目的。
通過上述我們知道:波長越短,頻率越高、能量越大的波穿透達到的范圍越大;波長越長,頻率越低、能量越小的波穿透達到的范圍越小。
5遠紅外線
遠紅外線的發現 公元1800年德國科學家"赫歇爾"發現太陽光中的紅外線外側所圍繞著一種用肉眼無法看見的
遠紅外線
光源,波長介於5.6-1000UM的「遠紅外線」,經過這種光源照射時,會對有機體產生放射、穿透、吸收、共振的效果。美國太空總署(NASA)研究報告指出,在紅外線內,對人體有幫助4-14微米的遠紅外線,能滲透人體內部15cm,從內部發熱,從體內作用促進微血管的擴張,使血液循環順暢,達到新陳代謝的目的,進而增加身體的免疫力及治癒率。 但是根據黑體輻射理論,一般的材料要產生足夠強度的遠紅外線,並不容易,通常必須藉助特殊物質作能量的轉換,將它所吸收的熱量經由內部分子的振動再發放較長波長的遠紅外線出來。
6輻射源區
白熾發光區
Actinic range,又稱「光化反應區」,由白熾物體產生的射線,自可見光域到紅外域。如燈泡(鎢絲燈,TUNGSTEN FILAMENT LAMP),太陽。
熱體輻射區
Hot-object range,由非白熾物體產生的熱射線,如電熨斗及其它的電熱器等,平均溫度約在400℃左右。
發熱傳導區
Calorific range,由滾沸的熱水或熱蒸汽管產生的熱射線。平均溫度低於200℃,此區域又稱為「非光化反應區」(Non-actinic)。
溫體輻射區
Warm range,由人體、動物或地熱等所產生的熱射線,平均溫度約為40℃左右。站在照相與攝影技術的觀點來看感光特性:光波的能量與感光材料的敏感度是造成感光最主要的因素。波長愈長,能量愈弱,即紅外線的能量要比可見光低,比紫外線更低。但是高能量波所必須面對的另一個難題就是:能量愈高穿透力愈強,無法形成反射波使感光材料擷取影像,例如X光,就必須在被照物體的背後取像。因此,攝影術就必須往長波長的方向——「近紅外線」部分發展。以造影為目標的近紅外線攝影術,隨著化學與電子科技的進展,演化出下列三個方向:
1.近紅外線底片:以波長700nm~900nm的近紅外線為主要感應范圍,利用加入特殊染料的乳劑產生光化學反應,使此一波域的光變化轉為化學變化形成影像。
2.近紅外線電子感光材料:以波長700nm~2,000nm的近紅外線為主要感應范圍,它是利用以硅為主的化合物晶體產生光電反應,形成電子影像。
3.中、遠紅外線熱像感應材料:以波長3,000nm~14,000nm的中紅外線及遠紅外線為主要感應范圍,利用特殊的感應器及冷卻技術,形成電子影像。
7治療作用
原理
紅外線照射體表後,一部分被反射,另一部分被皮膚吸收。皮膚對紅外線的反射程度與色素沉著的狀況有關,用波長0.9微米的紅外線照射時,無色素沉著的皮膚反射其能量約60%;而有色素沉著的皮膚反射其能量約40%。長波紅外線(波長1.5微米以上)照射時,絕大部分被反射和為淺層皮膚組織吸收,穿透皮膚的深度僅達0.05~2毫米,因而只能作用到皮膚的表層組織;短波紅外線(波長1.5微米以內)以及紅色光的近紅外線部分透入組織最深,穿透深度可達10毫米,能直接作用到皮膚的血管、淋巴管、神經末梢及其他皮下組織。
在紅外線區域中,對人體最有益的波段就是4到14這個波段范圍,這個在醫術界裡面統稱為「生育光線」,因為這個紅外線波段對生命的生長有這促進的作用,這個紅外線對活化細胞組織,血液循環有很好的作用,能夠提高人的免疫力,加強人體的新陳代謝。[1]
紅外線紅斑
足夠強度的紅外線照射皮膚時,可出現紅外線紅斑,停止照射不久紅斑即消失。大劑量紅外線多次照射皮膚時,可產生褐色大理石樣的色素沉著,這與熱作用加強了血管壁基底細胞層中黑色素細胞的色素形成有關。
治療作用
紅外線治療作用的基礎是溫熱效應。在紅外線照射下,組織溫度升高,毛細血管擴張,血流加快,物質代謝增強,組織細胞活力及再生能力提高。紅外線治療慢性炎症時,改善血液循環,增加細胞的吞噬功能,消除腫脹,促進炎症消散。紅外線可降低神經系統的興奮性,有鎮痛、解除橫紋肌和平滑肌痙攣以及促進神經功能恢復等作用。在治療慢性感染性傷口和慢性潰瘍時,改善組織營養,消除肉芽水腫,促進肉芽生長,加快傷口癒合。紅外線照射有減少燒傷創面滲出的作用。紅外線還經常用於治療扭挫傷,促進組織腫張和血腫消散以及減輕術後粘連,促進瘢痕軟化,減輕瘢痕攣縮等。
紅外線對血液的作用
因為紅外線能夠深入人體的皮下組織,所以利用紅外線反應,使皮下深層皮膚溫度上升,擴張微血管,促進血液循環,復活酵素,強化血液及細胞組織代謝,對細胞恢復年輕有很大的幫助並能改善貧血。調節血壓:高血壓及動脈硬化一般是神經系統、內分泌系統,腎臟等細小動脈收縮及狹窄所造成。遠紅外線擴張微血管,促進血液循環能使高血壓降低,又能改善低血壓症狀。
紅外線對關節的作用
紅外線深透力可達肌肉關節深處,使身體內部溫暖,放鬆肌肉,帶動微血管網的氧氣及養分交換,並排除積存體內的疲勞物質和乳酸等老化廢物對消除內腫,緩和酸痛之效果卓越。
紅外線對自律神經的作用
自律神經主要是調節內臟功能,人長期處在焦慮狀態,自律神經系統持續緊張,會導致免疫力降低,頭痛,目眩,失眠乏力,四肢冰冷。紅外線可調節自律神經保持在最佳狀態,以上症狀均可改善或祛除。
紅外線對護膚美容的作用
紅外線照射人體產生共鳴吸收,能將引起疲勞及老化的物質,如乳酸、游離脂肪酸、膽固醇、多餘的皮下脂肪等,籍毛囊口和皮下脂肪的活化性,不經腎臟,直接從皮膚代謝。因此,能使肌膚光滑柔嫩。遠紅外線的理療效果能使體內熱能提高,細胞活化,因此促進脂肪組織代謝,燃燒分解,將多餘脂肪消耗掉,進而有效減肥。
紅外線對循環系統的作用
遠紅外線照射的全面性和深透性,對於遍布全身內外無以數計的微循環組織系統,是唯一能完全照顧的理療方式。微循環順暢之後,心臟收縮壓力減輕,氧氣和養分供應充足,自然身輕體健。強化肝臟功能:肝臟是體內最大的化學工廠,是血液的凈化器。遠紅外線照射引起的體內熱深層效應,能活化細胞,提高組織再生能力,促進細胞生長,強化肝臟功能,提高肝臟解毒、排毒作用,使內臟環境保持良好狀態,可說是最佳的防病戰略。[2]
紅外線對眼的作用
由於眼球含有較多的液體,對紅外線吸收較強,因而一定強度的紅外線直接照射眼睛時可引起白內障。白內障的產生與短波紅外線的作用有關;波長大於1.5微米的紅外線不引起白內障。
光浴對機體的作用
光浴的作用因素是紅外線、可見光線和熱空氣。光浴時,可使較大面積,甚至全身出汗,從而減輕腎臟的負擔,並可改善腎臟的血液循環,有利於腎功能的恢復。光浴作用可使血紅蛋白、紅細胞、中性粒細胞、淋巴細胞、嗜酸粒細胞增加,輕度核左移;加強免疫力。局部浴可改善神經和肌肉的血液供應和營養,因而可促進其功能恢復正常。全身光浴可明顯地影響體內的代謝過程,增加全身熱調節的負擔;對植物神經系統和心血管系統也有一定影響。
設備與治療方法
紅外線光源
1.紅外線輻射器
將電阻絲纏在瓷棒上,通電後電阻絲產熱,使罩在電阻絲外的碳棒溫度升高(一般不超過500℃),發射長波紅外線為主。
紅外線輻射治療儀
紅外線輻射器有立地式和手提式兩種。立地式紅外線輻射器的功率可達600~1000瓦或更大。
近年我國一些地區製成遠紅外輻射器供醫用,例如有用高硅氧為元件,製成遠紅外輻射器。
2.白熾燈
在醫療中廣泛應用各種不同功率的白熾燈泡做為紅外線光源。燈泡內的鎢絲通電後溫度可達2000~2500℃。
白熾燈用於光療時有以下幾種形式:
立地式白熾燈:用功率為250~1000W的白熾燈泡,在反射罩間裝一金屬網,以為防護。立地式白熾燈,通常稱為太陽燈。
手提式白熾燈:用較小功率(多為200W以下)的白熾燈泡,安在一個小的反射罩內,反射罩固定在小的支架上。
3.光浴裝置
可分局部或全身照射用二種。根據光浴箱的大小不同,在箱內安裝40~60W的燈泡6~30個不等。光浴箱呈半圓形,箱內固定燈泡的部位可加小的金屬反射罩。全身光浴箱應附溫度計,以便觀察箱內溫度,隨時調節。
紅外線治療的操作方法
1.患者取適當體位,裸露照射部位。
2.檢查照射部位對溫熱感是否正常。
3.將燈移至照射部位的上方或側方,距離一般如下:
功率500W以上,燈距應在50~60cm以上;功率250~300W,燈距在30~40cm;功率200W以下,燈距在20cm左右。
4.應用局部或全身光浴時,光浴箱的兩端需用布單遮蓋。通電後3~5分鍾,應詢問患者的溫熱感是否適宜;光浴箱內的溫度應保持在40~50℃。
5.每次照射15~30分鍾,每日1~2次,15~20次為一療程。
6.治療結束時,將照射部位的汗液擦乾,患者應在室內休息10~15分鍾後方可外出。
[附]注意事項
(1)治療時患者不得移動體位,以防止燙傷。
(2)照射過程中如有感覺過熱、心慌、頭暈等反應時,需立即告知工作人員。
(3)照射部位接近眼或光線可射及眼時,應用紗布遮蓋雙眼。
(4)患部有溫熱感覺障礙或照射新鮮的瘢痕部位、植皮部位時,應用小劑量,並密切觀察局部反應,以免發生灼傷。
(5)血循障礙部位,較明顯的毛細血管或血管擴張部位一般不用紅外線照射。
照射方式的選擇和照射劑量
1.不同照射方式的選擇
紅外線照射主要用於局部治療,在個別情況下,如小兒全身紫外線照射時也可配合應用紅外線做全身照射。局部照射如需熱作用較深,則優先選用白熾燈(即太陽燈)。治療慢性風濕性關節炎可用局部光浴;治療多發性末梢神經炎可用全身光浴。
2.照射劑量
決定紅外線治療劑量的大小,主要根據病變的特點、部位、患者年齡及機體的功能狀態等。紅外線照射時患者有舒適的溫熱感,皮膚可出現淡紅色均勻的紅斑,如出現大理石狀的紅斑則為過熱表現。皮溫以不超過45℃為准,否則可致燙傷。
主要適應症和禁忌症
(一)適應症
風濕性關節炎,慢性支氣管炎,胸膜炎,慢性胃炎,慢性腸炎,神經根炎,神經炎,多發性末梢神經炎,痙攣性麻痹、弛緩性麻痹,周圍神經外傷,軟組織外傷,慢性傷口,凍傷,燒傷創面,褥瘡,慢性淋巴結炎,慢性靜脈炎,注射後硬結,術後粘連,瘢痕攣縮,產後缺乳,乳頭裂,外陰炎,慢性盆腔炎,濕疹,神經性皮炎,皮膚潰瘍等。
(二)禁忌症
有出血傾向,高熱,活動性肺結核,重度動脈硬化,閉塞性脈管炎等。
[附]處方舉例
(1)紅外線照射雙膝關節:燈距40cm,30分鍾,每日一次,7次。適應症:慢性風濕性關節炎
(2)紅外線照射右側胸廓(下半部)燈距50cm,20分鍾,每日一次,8次。適應症:右側乾性胸膜炎
(3) 太陽燈照射腰骶部:燈距40cm,20~30分鍾,每日一次,6次。適應症:腰骶神經根炎
(4)全身光浴:箱內溫度40~45℃,20~30分鍾,每日一次,8次。適應症:多發性末梢神經炎
(5)左小腿局部光浴:20~30分鍾,每日一次,8次。適應症:左側腓總神經外傷
8污染問題
紅外線近年來在軍事、人造衛星以及工業、衛生、科研等方面的應用日益廣泛,因此紅外線污染問題也隨之產生。紅外線是一種熱輻射,對人體可造成高溫傷害。較強的紅外線可造成皮膚傷害,其情況與燙傷相似,最初是灼痛,然後是造成燒傷。紅外線對眼的傷害有幾種不同情況,波長為7500~13000埃的紅外線對眼角膜的透過率較高,可造成眼底視網膜的傷害。尤其是11000埃附近的紅外線,可使眼的前部介質(角膜晶體等)不受損害而直接造成眼底視網膜燒傷。波長19000埃以上的紅外線,幾乎全部被角膜吸收,會造成角膜燒傷(混濁、白斑)。波長大於 14000埃的紅外線的能量絕大部分被角膜和眼內液所吸收,透不到虹膜。只是13000埃以下的紅外線才能透到虹膜,造成虹膜傷害。人眼如果長期暴露於紅外線可能引起白內障。
紅外線可以人為製造,自然界中也廣泛存在,在焊接過程中也會產生,危害焊工眼部健康;一般的生物都會輻射出紅外線,體現出來的宏觀效應就是熱度。
我們知道,熱產生的原因,是組成物質的粒子做不規則運動.這個運動同時也輻射出電磁波,這些電磁波大部分都是紅外線。
1.太陽光到了晚上的確是幾乎沒有了,但是地球上的物質都會輻射紅外線,有的強烈有的平靜。紅外線照相是通過接收各種物質發出的紅外線,再把他們展現出來,但是其本身不是通過發出紅外線來照相的。
2.紅外線透視和夜視是分別利用了紅外線的不同性質。前面的夜視是因為人的肉眼不能看見紅外線,而特殊設計的照相機和夜視儀卻專門接受紅外線,所以會出現我們覺得一片漆黑,而相機卻能拍到東西,因為實際上到處都是紅外線,對於紅外照相機和夜視儀來講是一片光明。
透視則是利用紅外線的波長比可見光要長,可以穿過一些可見光不能通過的面料(比如混棉和尼龍),所以通過一定的選擇濾波,可以得到這些面料後面的圖像。
9應用實例
生活中高溫殺菌,紅外線夜視儀,監控設備,手機的紅外口,賓館的房門卡,汽車、電視機的遙控器、洗手池的紅外感應,飯店門前的感應門
主動式紅外夜視儀
具有成像清晰、製作簡單等特點,但它的致命弱點是紅外探照燈發出的紅外光會被敵人的紅外探測裝置發現。60年代,美國首先研製出波動式的熱像儀,它不發射紅外光,不易被敵發現,並具有透過霧、雨等進行觀察的能力。
1982年4月─6月,英國和阿根廷之間爆發馬爾維納斯群島戰爭。4月13日半夜,英軍攻擊阿根廷守軍據守的最大據點斯坦利港。3000名英軍布設的雷區,突然出現在阿軍防線前。英國的所有槍支、火炮都配備了紅外夜視儀,能夠在黑夜中清楚地發現阿軍目標。而阿軍卻缺少夜視儀,不能發現英軍,只有被動挨打的份。在英軍火力准確的打擊下,阿軍支持不住,英軍趁機發起沖鋒。到黎明時,英軍已佔領了阿軍防線上的幾個主要制高點,阿軍完全處於英軍的火力控制下。6月14日晚9時,14 000名阿軍不得不向英軍投降。英軍領先紅外夜視器材贏得了一場兵力懸殊的戰斗。
1991年海灣戰爭中,在風沙和硝煙彌漫的戰場上,由於美軍裝備了先進的紅外夜視器材,能夠先於伊拉克軍的坦克而發現對方,並開炮射擊。而伊軍只是從美軍坦克開炮時的炮口火光上才得知大敵在前。由此可以看出紅外夜視器材在現代戰爭中的重要作用。
透視望遠鏡
就像F717 晚上把夜視開啟來,再加個濾光鏡,就可以透視了,不過對全棉的衣服透視效果最差。這本來是一項有用的功能,然而很快用戶就發現這種紅外線夜視鏡片的功能不僅可應用於夜間望遠而且還可以透過人的衣服偷看到身體。而製造這種夜視附件的廠商為YAMADA DENSHI,這家公司原本是為軍隊及防衛及應用生產光傳攝像頭的。
紅外熱成像儀
起源:六十年代早期,瑞典AGA公司研製成功第二代紅外成像裝置,它是在紅外尋視系統的基礎上以增加了測溫的功能,稱之為紅外熱像儀。
開始由於保密的原因,在發達的國家中也僅限於軍用,投入應用的熱成像裝置可的黑夜或濃厚幕雲霧中探測對方的目標,探測偽裝的目標和高速運動的目標。由於有國家經費的支撐,投入的研製開發費用很大,儀器的成本也很高。以後考慮到在工業生產發展中的實用性,結合工業紅外探測的特點,採取壓縮儀器造價。降低生產成本並根據民用的要求,通過減小掃描速度來提高圖像解析度等措施逐漸發展到民用領域。
六十年代中期,AGA公司研製出第一套工業用的實時成像系統(THV),該系統由液氮致冷,110V電源電壓供電,重約35公斤,因此使用中便攜性很差,經過對儀器的幾代改進,1986年研製的紅外熱像儀已無需液氮或高壓氣,而以熱電方式致冷,可用電池供電;1988年推出的全功能熱像儀,將溫度的測量、修改、分析、圖像採集、存儲合於一體,重量小於7公斤,儀器的功能、精度和可靠性都得到了顯著的提高。
九十年代中期,美國FSI公司首先研製成功由軍用技術(FPA)轉民用並商品化的新一紅外熱像儀(CCD)屬焦平面陣列式結構的一種凝成像裝置,技術功能更加先進,現場測溫時只需對准目標攝取圖像,並將上述信息存儲到機內的PC卡上,即完成全部操作,各種參數的設定可回到室內用軟體進行修改和分析數據,最後直接得出檢測報告,由於技術的改進和結構的改變,取代了復雜的機械掃描,儀器重量已小於二公斤,使用中如同手持攝像機一樣,單手即可方便地操作。 原理:紅外熱成像儀是根據凡是高於一切絕對零度(-273.15℃)以上的物體都有輻射紅外線的基本原理、利用目標和背景自身輻射紅外線的差異來發現和識別目標的儀器。
特點:由於各種物體紅外線輻射強度不同、從而使人、動物、車輛、飛機等清晰地被觀察到,而且不受煙、霧及樹木等障礙物的影響,白天和夜晚都能工作。是目前人類掌握的最先進的夜視觀測器材。但由於價格特別昂貴,目前只能被應用於軍事上,但由於熱成像的應用范圍非常廣泛、電力、地下管道、消防醫療、救災、工業檢測等方面都有巨大的市場,隨著社會經濟的發展、科學技術的進步、紅外熱成像這項高技術在二、三十年內必將大規模地應用於民間市場、為人類做出貢獻。
10國家標准
與紅外線相關的現行國家標准
GB/T 4333.10-1990 硅鐵化學分析方法紅外線吸收法測定碳量
GB/T 11261-2006 鋼鐵氧含量的測定脈沖加熱惰氣熔融-紅外線吸收法
GB/T 4702.14-1988 金屬鉻化學分析方法紅外線吸收法測定碳量
GB/T 5059.7-1988 鉬鐵化學分析方法紅外線吸收法測定碳量
GB 4706.85-2008 家用和類似用途電器的安全紫外線和紅外線輻射皮膚器具的特殊要求
GB/T 4699.6-2008 鉻鐵和硅鉻合金硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法
GB/T 4701.10-2008 鈦鐵硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法
GB/T 4699.4-2008 鉻鐵和硅鉻合金碳含量的測定紅外線吸收法和重量法
GB/T 5686.7-2008 錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法
GB/T 7731.12-2008 鎢鐵硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法
GB/T 3654.6-2008 鈮鐵硫含量的測定燃燒碘量法、次甲基藍光度法和紅外線吸收法
GB/T 5686.5-2008 錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳碳含量的測定紅外線吸收法、氣體容量法、重量法和庫侖法
GB/T 4702.16-2008 金屬鉻硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒中和滴定法
GB/T 5059.9-2008 鉬鐵硫含量的測定紅外線吸收法和燃燒碘量法
GB/T 8704.3-2009 釩鐵硫含量的測定紅外線吸收法及燃燒中和滴定法
GB/T 8704.1-2009 釩鐵碳含量的測定紅外線吸收法及氣體容量法
GB/T 4701.8-2009 鈦鐵碳含量的測定紅外線吸收法
GB/T 24224-2009 鉻礦石硫含量的測定燃燒-中和滴定法、燃燒-碘酸鉀滴定法和燃燒-紅外線吸收法
GB/T 23140-2009 紅外線燈泡
GB/T 24583.6-2009 釩氮合金硫含量的測定紅外線吸收法
GB/T 24583.4-2009 釩氮合金碳含量的測定紅外線吸收法
GB/T 24583.7-2009 釩氮合金氧含量的測定紅外線吸收法
GB/T 7731.10-1988 鎢鐵化學分析方法紅外線吸收法測定碳量
GB/T 25930-2010 紅外線氣體分析器試驗方法
GB/T 25929-2010 紅外線氣體分析器技術條件
GB/T 13193-1991 水質總有機碳(TOC) 的測定非色散紅外線吸收法
㈧ 近紅外光譜儀的分析原理
近紅外光(Near Infrared,NIR)是介於可見光(VIS)和中紅外光(MIR)之間的電磁波, ASTM 定義的近紅外光譜區的波長范圍為 780~2526nm (12820~3959cm1),習慣上又將近紅外區劃分為近紅外短波(780~1100nm)和近紅外長波(1100~2526nm)兩個區域。
近紅外光譜主要是由於分子振動的非諧振性使分子振動從基態向高能級躍遷時產生的,記錄的主要是含氫基團X-H(X=C、N、O)振動的倍頻和合頻吸收。不同團(如甲基、亞甲基,苯環等)或同一基團在不同化學環境中的近紅外吸收波長與強度都有明顯差別,NIR 光譜具有豐富的結構和組成信息,非常適合用於碳氫有機物質的組成與性質測量。但在 NIR區域,吸收強度弱,靈敏度相對較低,吸收帶較寬且重疊嚴重。因此,依靠傳統的建立工作曲線方法進行定量分析是十分困難的,化學計量學的發展為這一問題的解決奠定了數學基礎。其工作原理是,如果樣品的組成相同,則其光譜也相同,反之亦然。如果我們建立了光譜與待測參數之間的對應關系(稱為分析模型),那麼,只要測得樣品的光譜,通過光譜和上述對應關系,就能很快得到所需要的質量參數數據。分析方法包括校正和預測兩個過程:
(1)在校正過程中,收集一定量有代表性的樣品(一般需要80個樣品以上),在測量其光譜圖的同時,根據需要使用有關標准分析方法進行測量,得到樣品的各種質量參數,稱之為參考數據。通過化學計量學對光譜進行處理,並將其與參考數據關聯,這樣在光譜圖和其參考數據之間建立起一一對應映射關系,通常稱之為模型。雖然建立模型所使用的樣本數目很有限,但通過化學計量學處理得到的模型應具有較強的普適性。對於建立模型所使用的校正方法視樣品光譜與待分析的性質關系不同而異,常用的有多元線性回歸,主成分回歸,偏最小二乘,人工神經網路和拓撲方法等。顯然,模型所適用的范圍越寬越好,但是模型的范圍大小與建立模型所使用的校正方法有關,與待測的性質數據有關,還與測量所要求達到的分析精度范圍有關。實際應用中,建立模型都是通過化學計量學軟體實現的,並且有嚴格的規范(如ASTM6500標准)。
(2)在預測過程中,首先使用近紅外光譜儀測定待測樣品的光譜圖,通過軟體自動對模型庫進行檢索,選擇正確模型計算待測質量參數。
㈨ 紅外熱像儀由現行的國家標准嗎
紅外熱像儀de現行的國家標準是: GB/T 19870-2005
紅外熱像儀
HM-160紅外熱像儀
E8-N紅外熱像儀
HM-200紅外熱像儀
E8-TN紅外熱像儀
HM-300紅外熱像儀
E8-GN紅外熱像儀
HY-S280紅外熱像儀
HY-S380紅外熱像儀
HY-G90紅外熱像儀
HY-6800紅外熱像儀
HR-600紅外熱像儀
JK150紅外熱像儀
JK350紅外熱像儀
JK650紅外熱像儀
SAT-JK150/350/650-V紅外熱
SAT-CK350-VN紅外熱像儀
SAT-CK351-N紅外熱像儀
SAT-CK350-U紅外熱像儀
SAT-CK350-W紅外熱像儀
HRYXJ-A(384)紅外熱像儀
HRYXJ-A(160)紅外熱像儀
YRH250紅外熱像儀
YRH-600礦用本質安全型紅外熱像儀
NV618夜間駕駛安全輔助系統
NV628夜間駕駛安全輔助系統
MC601體溫篩查紅外熱像儀
MC602體溫篩查紅外熱像儀
MC603體溫篩查紅外熱像儀
MC602C體溫篩查紅外熱像儀
㈩ 紅外測溫儀的主要技術參數都有哪些
紅外測溫技術在生產過程中,在產品質量控制和監測,設備在線故障診斷和安全保護以及節約能源等方面發揮了著重要作用。近20年來,非接觸紅外測溫儀在技術上得到迅速發展,性能不斷完善,功能不斷增強,品種不斷增多,適用范圍也不斷擴大,市場佔有率逐年增長。比起接觸式測溫方法,紅外測溫有著響應時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優點。非接觸紅外測溫儀包括攜帶型、在線式和掃描式三大系列,並備有各種選件和計算機軟體,每一系列中又有各種型號及規格。在不同規格的各種型號測溫儀中,正確選擇紅外測溫儀型號對用戶來說是十分重要的。
紅外檢測技術是「九五」國家科技成果重點推廣項目,紅外檢測是一種在線監測(不停電)式高科技檢測技術,它集光電成像技術、計算機技術、圖像處理技術於一身,通過接收物體發出的紅外線(紅外輻射),將其熱像顯示在熒光屏上,從而准確判斷物體表面的溫度分布情況,具有準確、實時、快速等優點。任何物體由於其自身分子的運動,不停地向外輻射紅外熱能,從而在物體表面形成一定的溫度場,俗稱「熱像」。紅外診斷技術正是通過吸收這種紅外輻射能量,測出設備表面的溫度及溫度場的分布,從而判斷設備發熱情況。目前應用紅外診技術的測試設備比較多,如紅外測溫儀、紅外熱電視、紅外熱像儀等等。像紅外熱電視、紅外熱像儀等設備利用熱成像技術將這種看不見的「熱像」轉變成可見光圖像,使測試效果直觀,靈敏度高,能檢測出設備細微的熱狀態變化,准確反映設備內部、外部的發熱情況,可靠性高,對發現設備隱患非常有效。
紅外診斷技術對電氣設備在早期故障缺陷及絕緣性能做出可靠的預測,使傳統電氣設備的預防性試驗維修(預防試驗是50年代引進前蘇聯的標准)提高到預知狀態檢修,這也是現代電力企業發展的方向。特別是現在大機組、超高電壓發展,對電力系統的可靠運行,關繫到電網的穩定,提出了越來越高的要求。隨著現代科學技術不斷發展成熟與日益完善,利用紅外狀態監測和診斷技術具有遠距離、不接觸、不取樣、不解體,又具有準確、快速、直觀等特點,實時地在線監測和診斷電氣設備大多數故障(幾乎可以覆蓋所有電氣設備各種故障的檢測)。它備受國內外電力行業的重視(國外70年代後期普遍應用的一種先進狀態檢修體制),並得到快速發展。紅外檢測技術的應用,對提高電氣設備的可靠性與有效性,提高運行經濟效益,降低維修成本都有很重要的意義。是目前在預知檢修領域中普遍推廣的一種很好手段,又能使維修水平和設備的健康水平上一個台階。
採用紅外成像檢測技術可以對正在運行的設備進行非接觸檢測,拍攝其溫度場的分布、測量任何部位的溫度值,據此對各種外部及內部故障進行診斷,具有實時、遙測、直觀和定量測溫等優點,用來檢測發電廠、變電所和輸電線路的運轉設備和帶電設備非常方便、有效。
利用熱像儀檢測在線電氣設備的方法是紅外溫度記錄法。紅外溫度記錄法是工業上用來無損探測,檢測設備性能和掌握其運行狀態的一項新技術。與傳統的測溫方式(如熱電偶、不同熔點的蠟片等放置在被測物表面或體內)相比,熱像儀可在一定距離內實時、定量、在線檢測發熱點的溫度,通過掃描,還可以繪出設備在運行中的溫度梯度熱像圖,而且靈敏度高,不受電磁場干擾,便於現場使用。它可以在-20℃~2000℃的寬量程內以0.05℃的高解析度檢測電氣設備的熱致故障,揭示出如導線接頭或線夾發熱,以及電氣設備中的局部過熱點等等。
帶電設備的紅外診斷技術是一門新興的學科。它是利用帶電設備的致熱效應,採用專用設備獲取從設備表面發出的紅外輻射信息,進而判斷設備狀況和缺陷性質的一門綜合技術。
2.紅外基礎理論
在1672年,人們發現太陽光(白光)是由各種顏色的光復合而成,同時,牛頓做出了單色光在性質上比白色光更簡單的著名結論。使用分光棱鏡就把太陽光(白光)分解為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等各色單色光。1800年,英國物理學家F. W. 赫胥爾從熱的觀點來研究各種色光時,發現了紅外線。他在研究各種色光的熱量時,有意地把暗室的唯一的窗戶用暗板堵住,並在板上開了一個矩形孔,孔內裝一個分光棱鏡。當太陽光通過棱鏡時,便被分解為彩色光帶,並用溫度計去測量光帶中不同顏色所含的熱量。為了與環境溫度進行比較,赫胥爾把它用在彩色光帶附近放幾支作為比較用的溫度計來測定周圍環境溫度。試驗中,他偶然發現一個奇怪的現象:放在光帶紅光外的一支溫度計,比室內其他溫度的批示數值高。經過反復試驗,這個所謂熱量最多的高溫區,總是位於光帶最邊緣處紅光的外面。於是他宣布太陽發出的輻射中除可見光線外,還有一種人眼看不見的「熱線」,這種看不見的「熱線」位於紅色光外側,叫做紅外線。紅外線是一種電磁波,具有與無線電波及可見光一樣的本質,紅外線的發現是人類對自然認識的一次飛躍,對研究、利用和發展紅外技術領域開辟了一條全新的廣闊道路。
紅外線的波長在0.76~100μm之間,按波長的范圍可分為近紅外、中紅外、遠紅外、極遠紅外四類,它在電磁波連續頻譜中的位置是處於無線電波與可見光之間的區域。紅外線輻射是自然界存在的一種最為廣泛的電磁波輻射,它是基於任何物體在常規環境下都會產生自身的分子和原子無規則的運動,並不停地輻射出熱紅外能量,分子和原子的運動愈劇烈,輻射的能量愈大,反之,輻射的能量愈小。
溫度在絕對零度以上的物體,都會因自身的分子運動而輻射出紅外線。通過紅外探測器將物體輻射的功率信號轉換成電信號後,成像裝置的輸出信號就可以完全一一對應地模擬掃描物體表面溫度的空間分布,經電子系統處理,傳至顯示屏上,得到與物體表面熱分布相應的熱像圖。運用這一方法,便能實現對目標進行遠距離熱狀態圖像成像和測溫並進行分析判斷。