一种用于观测被火焰和浓烟掩盖的场景的技术

　　一种用于观测被火焰和浓烟掩盖的场景的技术。

　　项目简介：

　　本技术是一种基于中红外数字全息摄影术(MIR DH)的先进成像技术，能够观测被火焰和浓烟掩盖的场景，包括物体和人体。

　　本技术可以应用于紧急救援设备，例如帮助消防员安全地探测火灾现场和检测陷于火海中的人们。此外，该技术还可以监测所有涉及到火焰和烟雾的工业制造过程（例如，火炉、玻璃、金属、陶瓷、耐火材料制造）。

　　项目核心创新点：

　　可见光辐射会受到烟雾的严重影响，在烟雾笼罩的环境中肉眼看不到东西。由于红外电磁辐射受烟雾的影响很小，因此人们开发了红外微测热辐射计检测器，用于透过烟雾进行观测。然而，在存在火焰时，这种红外微测热辐射计检测器也用处不大，因为火焰所发射的电磁辐射会严重地使检测器及标准的CCD或CMOS饱和，从而无法观测到火焰背后的场景。

　　相反，全息成像系统可以重构整个场景的图像，无盲区，因而可以重构被烟雾和火焰掩盖的物体或人体的清晰图像。

　　项目详细用途：

　　中红外数字全息摄影术(MIR DH)较之可见光数字全息摄影术具有很多优点，可以记录现实世界的大场景。由于其波长较长，MIR DH具有较低的地震噪音灵敏度和较大的视野。这些特征使得MIR DH可以记录大型动态场景的数字全息图，可以获得人体全息图。结合相干性好的大功率CO2激光光源，可以扩大物体光束，实现对极大场景的有效辐照。另外，可以在开放空间和日光条件下记录红外数字全息图。此外，数字全息摄影术通常采用无透镜的系统来获得不对焦的图像，因此可以在重构步骤中以数字方式在所期望的焦平面恢复物体波场。

　　MIR DH能穿透烟雾和火焰进行观测的能力，可通过全息摄影术的基本内在特征来解释。首先，由于在全息图记录中不需要物镜，火焰所发射的红外辐射能量不是被聚焦在检测器上，而是分布在整个表面上。这意味着在检测器上没有形成火焰的图像，因此不会产生像素饱和效应。换句话说，由于在数字全息摄影术中记录不对焦的图像，因此标准的成像系统中所见到的红外相机元件的典型饱和效应得到避免，传感器不因火焰发射而“失明”。其次，与数字全息摄影术的干涉测量特性紧密相关的是，火焰辐射与用来获取干涉图的辐射不相干，因此它绝不会影响含有所需的信息的干涉测量图形。再次，由于全息摄影术能够从全息图的一小部分完全重构物体波阵面，因此本技术能提高观测能力，即使是实际火灾场景中通常存在的一些大颗粒妨碍直接成像时也能观测。

　　所有这些特征和优点使得可以对陷于火灾中的活动的人们进行实时动态观测，不受燃烧物质的化学性质及其发射光谱的影响。

　　预期效益说明：

　　应用领域包括火灾救灾；自然灾害；急救设备；风险评估；热材料测试；火炉技术；工业制造过程监测：热处理、钢铁、玻璃、陶瓷、金属与合金。

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