高光谱成像遥感系统

HI 90

气体遥感监测高光谱成像仪

从安全距离外观察到肉眼所不可见的危险

HI 90 产品视频

在处理化学事故或气体泄漏时,急救人员需要在保持安全距离的同时了解危险气体云团的位置和成份。HI 90是极佳的适用于此应用的设备。即便在数公里之外,它也能准确、快速、自动地同时揭示这两个关键信息。

HI 90是一款傅立叶变换红外(FT-IR) 光谱仪,并配备了低温冷却焦平面阵列(FPA)检测器。它通过对FPA探测器的每个像素所测得的中红外(MIR)光谱进行分析,来实时识别和可视化肉眼所不可见的气体云团。

向任意方向测量

HI 90可以测量在测量方向上的物质所发出的热辐射,并将该热辐射作为红外光源进行分析。这包括测量方向上任何气体云团发出的热辐射。因此,测量时它不需要人造光源或反射表面。所以HI 90是一个 “被动” 型的遥感系统,可以在用户选择的任何方向上自由地进行测量。

HI 90的测量原理。

 

快速识别和可视化

HI 90会对所测得的每个像素的中红外(MIR)光谱与实时光谱库中的气体化合物的参考光谱进行实时比较。如果某个像素测得的光谱与某种气体的参考光谱相匹配,系统则会对这个像素赋予颜色,以显示该气体已被识别出来。这个假彩色图像(即化学图像)会被叠加在测量区域的视频图像上,用来可视化所对应的气体云团。由于HI 90可以在三秒内收集和分析超过16000个光谱,因此该化学图像会随气体云团变化而实时变化。

左图: SO2 的识别图像。

右图:残留天然气中的甲烷(红色)和乙烯(橙色)的识别图像。

 

超高灵敏度

HI 90通过结合布鲁克的主动准直平面镜干涉仪、低温冷却FPA探测器和专用的遥感软件,可提供超高灵敏度。

例如,HI 90可以轻松识别和可视化一些小型气体云团如手部消毒凝胶挥发的乙醇,或面包店面团发酵而散发的乙醇。

左图:识别出的消毒凝胶挥发的乙醇

右图:乙醇云团的信噪比图像。

大型参考光谱库

不同于基于激光或滤光片的系统,HI 90可以在很宽的光谱范围内,以很高的光谱分辨率测量红外光谱,从而准确地识别气体化合物,而不需要将参考光谱库限制在少量的目标化合物上。

HI 90的光谱库包含40多种化合物。在单个测量实验中,三秒内系统会采集超过16000多个光谱数据。如果这些光谱中存在某化合物的红外特征,那么HI 90可以立即识别出该化学物质。此外,布鲁克还提供了扩展库以供选购,其中包含290 多种化合物。该扩展库可用于设备离线时的分析搜索。

 

自动定位监测

HI 90配备了电动云台,可以在控制软件OPUS RS中对其进行精确地控制和编程,以便对重大活动进行自动监测,以及在工业园区进行长期监测。

 

通过断层扫描精确定位气体云团

通过将化学图像叠加在场景的视频图像上,用户可以确定气体云团的二维位置。

通过两台互连的HI 90和断层扫描软件模块,用户可以精确定位气体云团的位置,甚至重建该云团的三维(3D)模型。

使用两台HI 90实现断层扫描功能。

揭示表面上隐藏的信息

 

用于艺术品和文物保护的特殊版HI 90

艺术分析版HI 90是一款专用设备,具有集成的可以加热至 1000°C的中红外光源。该系统可以安装在轨道、推车和升降系统上,用来方便快捷地对艺术品和文物进行大面积测量。研究人员可以使用艺术分析版HI 90揭示这些样品中隐藏的绘画颜料和涂层的空间分布。这些信息在修复或保护艺术品和文物过程中非常重要。有关这类应用的更多信息,请参见文献

HI 90的识别和可视化化合物的功能并不局限于气体测量。如果某个固体或液体表面发射或反射了中红外光,那么HI 90也可以分析该表面上存在的各种化合物的红外特征,从而识别出这些化合物,并揭示其空间分布情况。

艺术分析版HI 90

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