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热对高光谱样品的影响
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2024-07-22 15:14:32来源: 中国机器视觉网

高光谱成像需要相关照明。这可能会导致样品发热。本文说明了成像过程中热量如何传递到样品上,尤其是在艺术品检查过程中。

有几种照明源可用于高光谱成像。其中一些是热的,可能会加热样品。您需要小心谨慎,以免损坏样品。

需要监测温度的一个应用是检查绘画。本文就是在这种背景下撰写的。然而,本文结论对于其他应用都是有效的。

VNIR – SWIR 照明

有几种光源可以覆盖这个光谱范围:太阳光、LED、超连续谱激光器和卤素灯。由于艺术品通常放置在保护实验室中,因此需要人工照明。

对于颜色检查,您只需要光谱的可见部分。因此 LED 是相关的,而且它们不产生热量,这使得它们的使用更加有意义。但是,对于艺术材料检查,需要红外光。它们可以更深入地穿透绘画,并可能揭示有价值的底图。因此,主要使用卤素灯,因为它们可以以低成本覆盖整个光谱范围(400 – 2500 nm)。

卤素灯的问题在于热量。这可能会增加油漆表面,尤其是在最暗的区域。黑色油漆(可能)含有碳,碳吸收 400-2500nm 之间的波长范围。

只需添加风扇将空气移近表面即可减少这种情况。对一幅吸收率非常暗的油画进行了一个简单的测试以说明这一点。艺术品用 2×45° 线照明器照亮,总功率为 200W(相对较高)。与表面的距离为 50 厘米。下图显示了有风扇和无风扇情况下前 5 分钟内的温度升高情况。风扇与表面平行安装。

微信图片编辑_20240723143630.jpg

然而,用户需要记住,这些测量是静态的。Specim 相机是线扫描设备,需要移动来测量整幅画,从而限制了热负荷。

MWIR-LWIR 热照明

同样的,在文物画检测的背景下,Specim MWIR – LWIR 辐射器光源产生的热量已在样品上进行了测试。这里我们重点介绍扫描速度的影响。

微信图片编辑_20240723143649.jpg

蓝色曲线表示扫描托盘以 100 mm/s 的速度移动时的温度上升,而红色曲线则对应于 200 mm/s 的扫描速度。对于每条曲线,会出现两次温度上升,因为它们与扫描仪的扫描和回扫有关(这意味着样品两次通过照明)。样品的表面温度分别在 200 和 100 mm/s 时上升了 +4 度和 +7.5 度。

同样的,使用风扇会限制样品温度的上升。