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Descubrimiento e investigación de la radiación infrarroja.

Apr. 14, 2020

El infrarrojo fue descubierto en 1800 por Sir William Herschel como una forma de radiación más allá de la luz roja. Estos "rayos infrarrojos" (infra es el prefijo latino para "abajo") se utilizaron principalmente para la medición térmica. Existen cuatro leyes básicas de radiación IR: la ley de Kirchhoff de radiación térmica, la ley de Tefan-Boltzmann, la ley de Planck y la ley de desplazamiento de Wien. El desarrollo de detectores se centró principalmente en el uso de termómetros y bolómetros hasta la Primera Guerra Mundial. Un paso significativo en el desarrollo de detectores ocurrió en 1829, cuando Leopoldo Nobili, utilizando el efecto Seebeck, creó el primer termopar conocido, fabricando un termómetro mejorado. , una termopila cruda.

Describió este instrumento a Macedonio Melloni. Inicialmente, desarrollaron conjuntamente un instrumento muy mejorado. Posteriormente, Melloni trabajó solo, desarrollando un instrumento en 1833 (una termopila multielemento) que podía detectar a una persona a 10 metros de distancia. El siguiente paso significativo para mejorar los detectores fue el bolómetro, inventado en 1880 por Samuel Pierpont Langley. Langley y su asistente Charles Greeley Abbot continuaron haciendo mejoras en este instrumento. Para 1901, tenía la capacidad de detectar la radiación de una vaca a 400 metros de distancia, y era sensible a las diferencias de temperatura de cien milésimas de grado Celsius. La primera cámara comercial de imágenes térmicas se vendió en 1965 para inspecciones de líneas de alta tensión.

La primera aplicación avanzada de tecnología IR en la sección civil puede haber sido un dispositivo para detectar la presencia de icebergs y barcos de vapor usando un espejo y una termopila, patentado en 1913. Esto fue superado pronto por el primer detector de iceberg IR verdadero, que no utilizó termopilas, patentado en 1914 por RD Parker. Esto fue seguido por la propuesta de GA Barker de utilizar el sistema IR para detectar incendios forestales en 1934. La técnica no se industrializó realmente hasta que se utilizó en el análisis de la uniformidad del calentamiento en bandas de acero caliente en 1935.

Primera cámara termográfica.

En 1929, el físico húngaro Kálmán Tihanyi inventó la cámara de televisión electrónica sensible a los infrarrojos (visión nocturna) para la defensa antiaérea en Gran Bretaña. Las primeras cámaras termográficas americanas desarrolladas fueron escáneres de línea infrarroja. Esto fue creado por el ejército de EE. UU. Y Texas

Instrumentos en 1947 y tardó una hora en producir una sola imagen. Si bien se investigaron varios enfoques para mejorar la velocidad y la precisión de la tecnología, uno de los factores más cruciales se ocupó del escaneo de una imagen, que la compañía AGA pudo comercializar utilizando un fotoconductor enfriado.

El primer sistema de exploración de líneas infrarrojas fue el patito amarillo británico de mediados de la década de 1950. Este utilizaba un espejo y detector de rotación continua, con escaneo del eje Y por el movimiento del avión de transporte. Aunque no tuvo éxito en la aplicación prevista del seguimiento de submarinos por detección de estela, se aplicó a la vigilancia terrestre y se convirtió en la base del escaneo de líneas IR militar.

Este trabajo se desarrolló aún más en el Royal Signals and Radar Establishment en el Reino Unido cuando descubrieron que el telururo de mercurio y cadmio era un fotoconductor que requería mucho menos enfriamiento. Honeywell en los Estados Unidos también desarrolló conjuntos de detectores que podrían enfriarse a una temperatura más baja, [se necesita más explicación] pero escanearon mecánicamente. Este método tenía varias desventajas que podían superarse utilizando un sistema de escaneo electrónico. En 1969, Michael Francis Tompsett, de English Electric Valve Company, en el Reino Unido, patentó una cámara que escaneaba electrónicamente y que alcanzó un alto nivel de rendimiento después de varios otros avances a lo largo de la década de 1970.Tompsett también propuso una idea para matrices de imágenes térmicas de estado sólido , que finalmente condujo a modernos dispositivos de imagen de corte de cristal único hibridados.

Sensores inteligentes

Una de las áreas más importantes de desarrollo para los sistemas de seguridad fue la capacidad de evaluar de forma inteligente una señal, así como la advertencia de la presencia de una amenaza. Bajo el estímulo de la Iniciativa de Defensa Estratégica de los Estados Unidos, comenzaron a aparecer "sensores inteligentes". Estos son sensores que podrían integrar detección, extracción de señal, procesamiento y comprensión. [14] Hay dos tipos principales de sensores inteligentes. Uno, similar a lo que se llama un "chip de visión" cuando se usa en el rango visible, permite el preprocesamiento utilizando técnicas de detección inteligente debido al aumento en el crecimiento de los microcircuitos integrados. [15] La otra tecnología está más orientada a un uso específico y cumple su objetivo de preprocesamiento a través de su diseño y estructura.

Hacia finales de la década de 1990, el uso de infrarrojos se estaba moviendo hacia el uso civil. Hubo una reducción drástica de los costos de las matrices no refrigeradas, que junto con el gran aumento en los desarrollos condujeron a un mercado de uso de doble vía entre civiles y militares. Estos usos incluyen control ambiental, análisis de edificios / arte, diagnósticos médicos funcionales y guía de automóviles y sistemas anticolisión.


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