Дистанционное распознавание материалов с помощью лазерной фототермической радиометрии

Рассмотрена возможность распознавания непрозрачных материалов удаленных объектов с помощью импульсной лазерной фототермической радиометрии с длительным импульсным воздействием. Приводятся теоретические расчеты дальности распознавания материалов при лазерной активации их поверхности. Результаты расчета свидетельствуют о существенном влиянии тепловых параметров на дальность распознавания. Экспериментально показано, что имеет место уменьшение дальности примерно на порядок величины, если материал объекта поиска обладает большой тепловой инерцией (металлы) по сравнению с материалом с малой тепловой инерцией (поликарбонатом, резиной), что обеспечивает достаточную вероятность для их различия. При этом на длине волны лазерного излучения должно выполняться условие сильного поверхностного поглощения. В случае синтетических полимерных продуктов в наибольшей степени этому удовлетворяет СО₂-лазер. Влияние ветровой нагрузки на температуру лазерного пятна на объекте является одним из ключевых в рассматриваемом методе. Предлагается способ сведения к минимуму этого влияния и даже его практически полного устранения. Обсуждаются вопросы, связанные с возможностью увеличения дальности распознавания.

1. https://www.waste.ru/modules/section/item.php?itemid=260 (дата обращения 08.06.2021)

2. Г. В. Ильиных, В. Н. Коротаев, Н. Н. Слюсарь. Экология и промышленность России, № 7 (2012) 40-45

3. И. О. Кирильчук, В. В. Юшин, А. В. Иорданова. Способ оценки экологической опасности стихийных несанкционированных свалок, патент RU 2 731 662 C1 (2020)

4. Г. С. Мельников, В. М. Самков, Б. С. Товбин, О. А. Дерин. Опт. журн., 80, № 6 (2013) 36-42

5. https://www.theatlantic.com/science/archive/2016/07/how-lasers-can-help-clean-up-beach-trash/490952 (дата обращения 08.06.2021, 17:00)

6. Н. Р. Белашенков, А. В. Васильев, И. П. Гуров, А. И. Лопатин. Науч.-тех. вестн. информационных технологий, механики и оптики, 43 (2007) 289-292

7. О. Б. Анипко, И. Ю. Бирюков. Интегрированные технологии и энергосбережение, № 3 (2012) 48-54

8. Л. А. Скворцов. Основы фототермической радиометрии и лазерной термографии, Москва, Техносфера (2017)

9. X. Chen, N. Schmid. On the Limits of Target Recognition in the Presence of Atmospheric Effects. Lane Department of Computer Science and Electrical Engineering West Virginia University, Morgantown (2007)

10. Z. Xie, J. Dong. In: Multimedia Technology (ICMT), IEEE Int. Conf. (2011) 5630-5633

11. R. Raghatate, S. Rajurkar, M. Waghmare, P. Ambatkar. Int. J. Modern Eng. Res., 3, N 2 (2013) 2249-6645

12. H. Le, Y. Wang. Sensors, 10, N 1 (2010) 544-583

13. G. P. A. Malcolm, G. Maker, G. Robertson, M. Dunn, D. J. M. Stothard. In: Optics and Photonics for Counterterrorism and Crime Fighting V, Int. Soc. Optics and Photonics, 7486 (2009) 74860H

14. В. А. Ворона, В. А. Тихонов. Технические средства наблюдения в охране объектов, Москва, Гелиос АРВ (2005)

15. Ж. Госсорг. Инфракрасная термография, Москва, Мир (1988)

16. T. Loarer, J. Greffet, M. Huetz-Aubert. Appl. Opt., 29 (1990) 979-987

17. В. Н. Лопаткин, О. Е. Сидорюк, Л. А. Скворцов. Квант. электрон., 12 (1985) 339-346

18. П. И. Абрамов, А. С. Бударин, Е. В. Кузнецов, Л. А. Скворцов. Журн. прикл. спектр., 87 (2020) 515-539

19. http://www.firebid.umd.edu/material-database.php