近十年红外技术的应用研究进展

1本科生课程论文论文题目近十年红外技术的应用研究进展课程名称科技文献检索与论文写作学生姓名学号所在学院理学院所在专业电子科学与技术所在班级1103班指导教师李思东职称教授2近十年红外技术的应用研究进展摘要红外技术在最近十年来得到了广泛的应用。本文通过对红外线的技术研究和实践应用两方面的讨论，通过红外线的的发现，特点，以及其在军事、医药、农业、天文地理、通信和PC机等方面的应用阐述了红外线的高实用性和它的研究价值。论文主要列举了红外线的干燥技术，探测技术，隐身技术以及夜视和无线控制等方面的功能。可是就在这短短的时期中,红外技术在工农业和科学技术的各部门中也已经获得了相当广泛的应用。另外一些虽然在目前看来还不太成熟,甚至还仅仅是处在探索性的阶段。但从其发展前途来看还是大为可观的。本文中所提到的一些应用,在整个红外技术的应用中,只是很小的一部分,只能看作是一些例子而已。关键词：红外技术军事应用红外光谱学工农业医药科学技术ABSTRACTInfraredtechnologyiswidelyusedinthelasttenyears.Basedoninfraredtechnologydiscussionofbothresearchandpracticalapplication,throughthediscoveryofinfraredcharacteristics,aswellasinitsmilitary,medicine,agriculture,astronomy,geography,communicationandPCetc.Thispaperexpoundstheapplicationofinfraredhighpracticabilityanditsresearchvalue.Thesismainlyenumeratestheinfrareddryingtechnology,detectiontechnology,stealthtechnology,andnightvisionandthefunctionofwirelesscontrol.Butinthisshortperiod,infraredtechnologyinthedepartmentsofindustryandagricultureandscienceandtechnologyhasalsoobtainedthequitewidespreadapplication.Otherthoughoutnowalsoisnotverymature,evenisonlyattheexploratorystage.Butfromthepointofitsfuturedevelopmentisgreatlysignificant.Someapplicationsmentionedinthisarticle,intheapplicationofinfraredtechnology,onlyasmallpartof,canonlyberegardedassomeexamples.Keywords:infraredtechnology；militaryapplications；infraredspectroscopy；industryandagriculture；medicine；scienceandtechnology.3目录一、引言…………………………………………………………………4二、红外技术……………………………………………………………4三、红外技术在军事上的应用………………………………………43.1.1红外侦察………………………………………………………43.1.2空间侦察与监视………………………………………………43.1.3空中侦察与监视………………………………………………53.1.4地面侦察与监视………………………………………………53.2.1红外夜视……………………………………………………53.3红外制导………………………………………………………53.3.1红外点源制导………………………………………………63.3.2红外成像制导………………………………………………63.4红外对抗………………………………………………………73.5红外测试仪器…………………………………………………7四．红外技术在医药上的应用……………………………………84.1物理治疗………………………………………………………84.2热辐射光谱分析………………………………………………84.3红外热像仪……………………………………………………84.4红外体温计……………………………………………………84.5红外激光内窥镜治疗…………………………………………94.6红外线灸法……………………………………………………94.7红外治疗鼻炎…………………………………………………94.8测量糖尿病患者的血糖………………………………………94.9红外干燥技术…………………………………………………9五．红外技术在农业中的应用……………………………………95.1近红外光谱分析技术的基本原理……………………………95.2近红外光谱数据处理技术的发展……………………………105.3影响近红外分析结果的因素………………………………105.4近红外分析技术应用现状…………………………………105.5近红外分析技术的应用前景………………………………10六．红外技术在其他方面的应用…………………………………116.1在家庭中的应用………………………………………………116.2红外线监测技术……………………………………………116.3在工程中的应用………………………………………………126.4红外辐射测量生命体温………………………………………126.5红外技术探测生命……………………………………………12结语……………………………………………………………………12参考文献………………………………………………………………134一引言：红外光在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。红外技术是研究红外辐射的产生、传输、转换探测及应用的一种高新技术，在设计红外系统时，不但要考虑红外辐射在大气中的传输效应，还要采用抑制背景技术，以提高红外系统探测和识别目标的能力。本文从科学技术的角度全面反映红外技术在国内外的发展水平、动态、研制进展状况，及其在国防、工农业及国民领域中的应用情况。讲述红外技术的基本知识和红外技术发展在军事上和工业上的应用，以及在家庭生活中的应用，甚至在医疗监护，食品质量安全检测和生命探测中的应用研究。，未来的红外技术仍将朝着保持其优点的方向发展。二红外技术红外技术是研究红外辐射的产生、传播、转化、测量及其应用的一门技术。通常将其划分为近、中、远红外三个部分。近红外指波长为0．75～3．0微米；中红外指波长为3．0～2O微米；远红外则指波长为2O～1000微米。在光谱学中，波段的划分方法尚不统一，也有人将0．75～3．0微米、3．O～4O微米和4O～1000微米作为近红外、中红外和远红外波段。另外，由于大气对红外辐射的吸收，只留下三个重要的”窗口”区，即1～3微米、3～5微米和8～13微米可让红外辐射通过。因而在军事应用上，又分别将这三个波段称为近红外、中红外和远红外。红外技术的发展关键在于红外材料的研制、红外设备的制冷、红外设备向更长波段发展、红外焦平面阵列器件的研制和红外设备与数据处理设备的结合等。三红外技术在军事上的应用3.1红外探测技术3.1.1红外侦察用于地（水）面、空中和空间的红外侦察设备，有红外照相机、红外扫描仪、红外望远镜、红外热像仪和主动式红外成像系统等。地面红外侦察设备主要是红外热像仪和主动式红外夜视仪。潜艇使用的红外潜望镜，已具有伸出水面迅速扫描一周，收回后再显示观察的功能。水面舰船可借助红外探测跟踪系统，监视敌方飞机和舰船的入侵。80年代初多数采用点源探测系统，迎头探测飞机的距离为20公里，尾追约100公里；观测主动段战略导弹的距离大于1000公里。红外跟踪头与电影经纬仪和激光雷达配合，还可用于靶场测量。第二次世界大战中，军用侦察机采用红外假彩色照相取得了明显的侦察效果。但红外胶片仅能敏感0.9微米以下的红外辐射,且保存困难。60年代以来,机载红外侦察设备主要采用红外扫描照相机，以后又采用热像仪。红外扫描照相机是一种将目标和背景的图像通过光机扫描－光电-电光转换后,使其照在可见光胶片上成像的设备。60年代,这类设备的角分辨率仅为0.5毫弧度（即在1000米高空可区分开0.5米的间距)。现代红外扫描照相机的分辨率已提高一个数量级。3.1.2空间侦察与监视照相侦察卫星携带红外成像设备可获得更多地面目标的情报信息，并能识别伪装目标和在夜间对地面的军事行动进行监视。导弹预警卫星利用红外探测器可探测到导弹发射时发动机尾焰的红外辐射，并发出警报为拦截来袭导弹提供一定的预警时间。53.1.3空中侦察与监视利用有人或无人驾驶的侦察机（含直升机）携带红外相机红、外扫描装置等设备对敌方军队及其活动、阵地、地形等情况进行侦察与监视。3.1.4地面侦察与监视将无源被动式红外探测器隐蔽地布设在监视地区或道路附近，用于发现经过监视地区附近的运动目标，并能测定其方位。3.2.1红外夜视空间红外侦察设备已用于导弹预警卫星、气象卫星、陆地卫星和照相侦察卫星上。导弹预警卫星可利用星上的红外望远镜实时发现飞出大气层的来袭战略导弹，并监视其飞行。军用气象卫星可利用星上的双通道行扫描仪拍摄全球云图。陆地卫星可利用星上的中远红外波段设备进行战略侦察。照相侦察卫星可利用星上的高分辨率的红外成像设备，昼夜侦察和监视对方的军事目标和军事活动。（1）用于各种作战飞机、武装直升机的夜间导航、瞄准配备前视红外设备的导航吊舱和瞄准吊舱可用于飞机夜间飞行和攻击时的导航，目标搜索和跟踪，为制导武器及非制导武器提供精确制导和瞄准，以提高命中精度。（2）用于舰载观察和火控系统红外夜视器材分辨率高，具有探测掠海飞行目标的优势。舰载跟踪用红外热像仪既可用于发射掠海导弹时提供目标数据，还可用于探测和报警敌方掠海导弹，减少反辐射导弹袭击的可能性。配有热成像设备的光电火控系统，便于识别目标并缩短武器系统的反应时间。（3）用于陆上侦测、瞄准火控和车辆驾驶红外热像仪等可用于夜间的战场侦察与观测：配有红外热瞄准具的反坦克导弹和火炮等武器能在夜间对目标进行精确定位、跟踪和射击；在火控系统中配有红外跟踪、电视摄像机和高炮防空系统。不怕电子干扰。能有效地对付遥控飞行器和巡航导弹的威胁；配有红外夜视仪的坦克等车辆可在夜间关灯行驶，车长可在夜间进行观察指挥，炮长可在夜间进行瞄准射击。3.3红外制导50年代中期，美、英、法等国相继研制成功“响尾蛇”、“火光”和“马特拉”等第一代红外制导的空空战术导弹。导弹的红外导引头采用非致冷硫化铅探测器，工作波段1～3微米。它只能对敌机作尾追攻击，易受阳光干扰。随着红外技术的发展，红外制导系统日益完善。60年代以后，在三个大气窗口都相继有了可供实用的红外系统，攻击方式从尾追发展到全向攻击，制导方式也有了全红外制导(点源制导和成像制导)和复合制导（红外/电视、红外/无线电指令、红外/雷达）。63.3.1红外点源制导红外点源制导是把目标视为一个点源红外辐射体，红外接收设备，接收目标红外辐射，经聚焦和光电转换，解析出控制导弹飞行的控制信号，制导导弹飞向目标。主要应用于空对空和地对空导弹。美国响尾蛇(SideWinder)系列空对空导弹，即为这种制导体制的典型代表。几十年来在集中于提高制导精度，提高灵敏度，加强抗干扰能力，扩大攻击目标范围等方面的研究与改进。几十年来，在多次空战中创造了令人瞩目的战绩。在现在的空战中仍在应用，是现代作战飞机的重要装备。现在已从AIM-9A发展到AIM-9M等多种型号。红外点源寻的制导也成功的应用于防空导弹武器。美国的“小桷树”（Chaparral）防空导弹“红眼睛”（Redeye）“防空导弹尾刺”（Stinge