• 2005-05-08

    红外线技术应用的类型及其相关专利技术综述

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    红外线(Infrared rays)也是一种光线,由于它的波长比红色光(750nm)还长,超出了人眼可以识别的(可见光)范围,所以我们看不见它。红外线由德国科学家霍胥尔于1800年发现,又称为红外热辐射(Infrared radiation)。通常把波长为0.75~1000μm的光都称为红外线,并可以按照波长继续细分为三部分,即近红外线,波长为0.75~1.50μm之间;中红外线,波长为1.50~6.0μm之间;远红外线,波长为6.0~l000μm 之间。

    红外线是一种光线,具有普通光的性质,可以以光速直线传播,强度可调,可以通过光学透镜聚焦,可以被不透明物体遮挡等等。特别制造的半导体发光二极管,可以发出特定波长(通常是近红外)的红外线,通过控制二极管的电流可以很方便地改变红外线的强度,达到调制的目的,因此,在现代电子工程应用中,红外线常常被用做近距离视线范围内的通讯载波,最典型的应用就是电视机的遥控器。使用红外线做信号载波的优点很多:成本低、传播范围和方向可以控制(不会穿过墙壁,对隔壁家的电视造成影响)、不产生电磁辐射干扰,也不受干扰等等。因此被广泛地应用在各个技术领域中,这方面应用的专利很多,请参阅[红外光在通讯领域的技术应用发明专利],以及[红外光在通讯领域的技术应用实用新型专利]

    红外线是一种光线,但又不同于普通可见光,它不会被察觉。可以使用一对红外线发射与接收的装置,构成红外线的对射系统,称为主动式红外线应用系统。当红外线收、发装置之间的隐形光路被阻挡时,接收装置可以立即察觉到,发出警示信号。利用这种对射系统,可以很方便地构建各种隐蔽的防盗警戒布控,还可以用于各种设备的安全防护或者自动控制方面。请参阅[主动式红外光技术应用相关专利]

    可以使用非常微弱的红外光线,达到信号通讯的目的。由于红外线发光二极管的发光强度很容易被控制,因此通过简单的电路就可以产生出受特定频率调制的调幅红外光,这种具有特征的红外光线,即使非常微弱,也可以从环境杂射光中被识别并分离出来,达到很好的通讯效果,典型的应用领域有遥控、音频通讯、PC数据通讯等。

    红外线又是一种热辐射,任何一定温度的物体都会向外辐射,温度不同辐射光波(电磁波)的波长也不同,而常温下的热辐射通常就是红外线的波长范围。比如人体的正常体温为37度左右,其热辐射的波长约为10μm,属于远红外线的范围,但体温变化时,辐射光的波长也会随之变化。根据这一原理,可以通过检测热辐射的光波长,测量温度(体温),这就是非接触式体温计的测量原理;也可以通过探测特定空间中,一定波长范围内红外光线的位置移动,识别空间范围内是否有移动人体存在,达到安全警戒或者自动控制的目的,如:被动式红外线入侵探测、自动门、自动水龙头、自动路灯、火灾探测等等,都是这一原理;还可以通过红外成像以及红外摄影的技术,构成夜视装置;医学检查中的乳腺扫描,也是利用了红外热辐射的基本原理,乳腺癌变部位的皮肤与正常部位皮肤的温度略有不同,通过红外线成像技术,呈现出整个乳房表面的温度分布图形,就可以早期发现乳腺癌变。请参阅[红外热辐射的探测及被动式红外光技术应用发明专利],以及[红外热辐射的探测及被动式红外光技术应用实用新型专利]

    红外线是一种电磁波,当它通过放射方式辐射到物体时,被物体吸收的辐射能传递给物体内的原子、分子等粒子,使这些粒子发生不规则运动,引起物体的升温作用,称为远红外线的一次效应,也称为增温效应。产生一次效应的同时,物体也随之发生其他的化学、物理等改变,这称之为物体吸收远红外线辐射后产生的二次效应,也称为继发效应。

    红外线对人体皮肤、皮下组织具有强烈的穿透力。外界红外线辐射人体产生的一次效应可以使皮肤和皮下组织的温度相应增高,促进血液的循环和新陈代谢,促进人的健康 。红外线理疗对组织产生的热作用、消炎作用及促进再生作用已为临床所肯定,通常治疗均采用对病变部位直接照射。近红外微量照射治疗对微循环的改善效果显著,尤以微血流状态改善明显。表现为辐照后毛细血管血流速度加快,红细胞聚集现象减少,乳头下静脉丛淤血现象减轻或消失,从而对改善机体组织、重要脏器的营养、代谢、修复及功能有积极作用。

    近年来,由于检测设备的完善及研究的深入,人们对红外线的物理性能及其生物学效应有了比较全面的认识,获得了许多进展。红外线特别是远红外线已被广泛运用在医疗保健产业中,与日常生活有关的各种红外线产品也大量出现,相关的专利申请也逐渐增度。请参阅[红外热辐射的医学应用相关专利]


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