Какие распространенные материалы поглощают больше всего инфракрасного излучения?

Я участвую в простых соревнованиях по робототехнике, где большинство участников используют отраженный инфракрасный свет, чтобы обнаружить своего противника. Я хотел бы сделать своего собственного робота настолько невидимым, насколько это возможно. Какие распространенные материалы (ткань, пластик, краска и т. д.) поглощают больше всего инфракрасного света и как можно меньше отражают его? Сначала я подумал, что подойдет любое плоско-черное вещество, но я узнал, что то, что кажется темным в видимом спектре, все еще может казаться ярким в инфракрасном диапазоне.

Я достаточно уверен, что если вы покрасите что-то так, чтобы оно было черным в видимом спектре, оно будет черным на любой длине волны ИК-излучения, которую используют ваши конкуренты. Ваша интуиция в пользу использования плоского черного хороша, так как это будет иметь низкое отражение. На самом деле вам, возможно, придется больше всего беспокоиться об источниках тепла на вашем роботе. Можете ли вы получить ИК-камеру, чтобы пошалить с этим?
@DanielSank тоже покрасил робота внутри в черный цвет? Тогда из него будет выходить только излучение абсолютно черного тела, чуть выше окружающей среды, но источники тепла (мотор?) будут замаскированы.
@annav: Я думаю, что реальная проблема заключается в том, приведут ли источники тепла в роботе к теплым пятнам снаружи. Это может привести к тому, что другие роботы будут отслеживать различимые изображения. Я думаю, что единственный способ сказать правду — это купить ИК-камеру Flir или что-то в этом роде и посмотреть. На самом деле, предположительно, у OP есть какая-то ИК-камера для самого робота ... В любом случае, не уверен, что покраска внутренних поверхностей будет иметь значение. Наверное, нет, но я не думал об этом слишком тщательно.
@DanielSank, если бы внешний вид был металлическим, то внутренние источники отражались бы вокруг, а не были бы точечными. Может быть, обернуть внутреннюю часть алюминиевой фольгой?
@annav: Я больше думал о возможности того, что что-то вроде двигателя, механически установленного где-то в роботе, будет отводить тепло наружу.
@DanielSank, настоящие ИК-камеры выглядят довольно дорого. Могу ли я обойтись без использования обычной веб-камеры USB и взломать ее, чтобы удалить ИК-фильтр?
Это, вероятно, сработает. Выключите свет в комнате и посмотрите, что он уловит. И да, камеры Flir намного дороже, чем я помню...

Ответы (5)

ИК-датчики, о которых говорит ОП, работают, излучая ИК-излучение от светодиода, а затем измеряя интенсивность ИК-излучения, отраженного от достаточно близкого объекта (прокрутите до ИК-датчика приближения Sharp GP2Y0A21YK ). Отвечая на комментарии: температура робота и возникающее в результате излучение черного тела в ИК-диапазоне достаточно малы, чтобы не иметь отношения к вопросу. ИК используется именно потому , что объекты, температура которых близка к комнатной, не производят сильно противоречивого сигнала. †

Q1: Будут ли материалы, которые являются черными в видимом свете, также будут «черными» в инфракрасном диапазоне?

Ответ «не обязательно», как вы указали в вопросе. Вот аккуратное видео руки человека, видимой в ИК-диапазоне через черный/непрозрачный пластиковый пакет, и вот несколько таких же фотографий:

мешок видимого света ИК свет сумка

Источник изображения: НАСА/Калифорнийский технологический институт .

Из таблицы данных типичного ИК-датчика приближения действительно видно, что нет никакой разницы в способности ощущать отражение ИК-излучения от белого листа бумаги и от серого:

Напряжение в зависимости от расстояния

Q2: Какие материалы поглощают инфракрасное излучение?

Быстрый поиск не дал особых результатов. Стекло не прозрачно для ИК, в чем вы можете убедиться в очках мужчины на картинке выше, а также на 0:20 в этом видео . Однако на 0:52 того же видео видно, что стекло в некоторой степени отражает ИК-излучение (когда рука находится на той же стороне, что и стекло). Как мы видели, поглощение света очень сильно зависит от длины волны, поэтому сначала вам нужно выяснить, какие длины волн будет излучать ИК-светодиод противника. Может быть трудно найти обычный материал, который поглощает весь этот ИК-спектр, поэтому не забывайте, что есть много способов снять шкуру с кошки! Альтернативы изготовлению бота из материала, поглощающего инфракрасное излучение:

  • Отражайте входящий ИК-сигнал под углом от детектора противника.
  • Сделайте своего бота из материала прозрачным для ИК
  • Создайте дополнительный ИК-сигнал, чтобы помешать детектору противника (подойдет пульт от телевизора).

Удачного уничтожения бота!

† Солнце производит много ИК-излучения, поэтому в паспорте датчика есть предостережение : «Когда детектор подвергается воздействию прямого солнечного света, вольфрамовой лампы и т. д., бывают случаи, когда он не может точно измерить расстояние. Пожалуйста, учитывайте конструкцию, при которой детектор не подвергается воздействию прямого света от такого источника света».

Если тепло является основным фактором, интересно, сработает ли сделать поверхность немного холоднее, чем комнатная температура, или, по крайней мере, немного сбить с толку датчик? например, держите внешний кожух в морозильной камере, а затем наденьте его прямо перед матчем.
Привет @Cerin, как я уже сказал в своем ответе, комментарии вводят в заблуждение, а жара не имеет значения. Используемый вами ИК-датчик приближения не обнаруживает горячие объекты. Он поставляется с ИК-фонариком (светодиодом), который очень яркий по сравнению с ИК-нагревом объекта, поэтому даже очень холодный объект, который не излучает большую часть собственного ИК-излучения, будет обнаружен, если он отражает ИК-излучение объекта. ВЕЛ.
@Cerin, я ответил на твой вопрос, или ты хотел бы узнать больше?
Было бы здорово увидеть те же ИК-изображения руки, окрашенной краской Vanta black , которая поглощает 99,85% падающего ИК-излучения. Смотрите здесь .

По-видимому, слой диоксида ванадия толщиной 180 нм на листе сапфира будет поглощать почти 100%...

http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=52427

Правильный, но, вероятно, бесполезный ответ. Более практичным может быть этот фильм, который вы действительно можете купить ...

http://www.edmundoptics.com/lab-production/general-tools/acktar-light-absorbent-foil/3634/

Хотя ответ был выбран, я должен взвесить его. Не пытайтесь поглотить передающий луч. Вместо этого накройте внешнюю часть робота зеркалами, расположенными под углом примерно 10 градусов к вертикали. Поскольку вы не используете датчик изображения, робот будет выглядеть точно так же, как окружающие стены, поскольку именно их он и будет видеть.

Это отличный момент. Я только что отредактировал свой собственный ответ, чтобы отметить то же самое. Несколько месяцев назад я протестировал несколько зеркал и обнаружил, что они работают намного лучше, чем любой матовый материал.

Uvita SME 3811, добавленный к тонкой пластиковой пленке толщиной в один мил, будет поглощать инфракрасные и инфракрасные лучи. Тепловое излучение видимых инфракрасных лучей поглощается, что делает объект невидимым для всех военных ИК-прицелов и ИК-камер.

Обычные материалы, которые, как я обнаружил, лучше всего поглощают ИК-излучение, представляют собой эластичные матово-черные вещества. Распыляемые каучукообразные вещества, такие как Plastidip и Flexidip, также хорошо себя зарекомендовали. Но, как объясняет ответ пентана, даже они все еще многое отражают.

Редактировать: хотя это было не совсем то, что я искал, я обнаружил, что, что касается ИК-датчиков, большинство протестированных мною зеркал отражают большую часть ИК-света. Таким образом, если цель состоит в том, чтобы сбить с толку ИК-датчики, зеркало, расположенное под углом 45 градусов, лучше эффективно «поглощает» свет, чем матовое черное покрытие.

Какие распространенные материалы поглощают больше всего инфракрасного излучения?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v