Ποια είναι η αρχή και η ταξινόμηση του υπέρυθρου θερμομέτρου
1. Αρχή υπερύθρων: Εφόσον η θερμοκρασία οποιουδήποτε αντικειμένου είναι υψηλότερη από το απόλυτο μηδέν (-273 βαθμός ), θα εκπέμπεται θερμική ακτινοβολία προς τα έξω. Η θερμοκρασία του αντικειμένου είναι διαφορετική, η ενέργεια που ακτινοβολείται είναι επίσης διαφορετική και το μήκος κύματος του κύματος ακτινοβολίας είναι επίσης διαφορετικό. Ωστόσο, η υπέρυθρη ακτινοβολία περιλαμβάνεται πάντα. Για αντικείμενα κάτω από 1,000 βαθμούς Κελσίου, το ηλεκτρομαγνητικό κύμα με την ισχυρότερη θερμική ακτινοβολία είναι τα υπέρυθρα κύματα. Επομένως, η μέτρηση της υπέρυθρης ακτινοβολίας του ίδιου του αντικειμένου μπορεί να προσδιορίσει με ακρίβεια τη θερμοκρασία της επιφάνειάς του. Αυτή είναι η αντικειμενική βάση και οι βασικές αρχές της βάσης μέτρησης της θερμοκρασίας του υπέρυθρου θερμομέτρου.
Ένα μαύρο σώμα είναι ένα εξιδανικευμένο θερμαντικό σώμα, το οποίο απορροφά ενέργεια ακτινοβολίας όλων των μηκών κύματος, δεν έχει ανάκλαση και μετάδοση ενέργειας και έχει ικανότητα εκπομπής 1 στην επιφάνειά του. Ωστόσο, τα πρακτικά αντικείμενα στη φύση δεν είναι σχεδόν μαύρα σώματα. Για να αποσαφηνιστεί και να ληφθεί ο νόμος κατανομής της υπέρυθρης ακτινοβολίας, πρέπει να επιλεγεί ένα κατάλληλο μοντέλο στη θεωρητική έρευνα. Αυτός είναι ο κβαντισμένος ταλαντωτής της ακτινοβολίας της κοιλότητας του σώματος που προτείνεται από τον Planck Αυτό είναι το σημείο εκκίνησης όλων των θεωριών υπέρυθρης ακτινοβολίας, γι' αυτό ονομάζεται νόμος της ακτινοβολίας μαύρου σώματος.
Η ποσότητα ακτινοβολίας όλων των πραγματικών αντικειμένων εξαρτάται όχι μόνο από το μήκος κύματος ακτινοβολίας και τη θερμοκρασία του αντικειμένου, αλλά και από τον τύπο του υλικού, τη μέθοδο παρασκευής, τη θερμική ιστορία, την κατάσταση της επιφάνειας και τις περιβαλλοντικές συνθήκες του αντικειμένου. Επομένως, για να καταστεί ο νόμος της ακτινοβολίας μαύρου σώματος εφαρμόσιμος σε όλα τα πραγματικά αντικείμενα, είναι απαραίτητο να εισαχθεί ένας αναλογικός συντελεστής που σχετίζεται με τις ιδιότητες του υλικού και την επιφανειακή κατάσταση, δηλαδή την ικανότητα εκπομπής. Αυτός ο συντελεστής αντιπροσωπεύει το επίπεδο εγγύτητας μεταξύ της θερμικής ακτινοβολίας του πραγματικού αντικειμένου και της ακτινοβολίας του μαύρου σώματος και η τιμή του είναι μεταξύ 0 και 1. Σύμφωνα με το νόμο της ακτινοβολίας, εφόσον είναι γνωστή η ικανότητα εκπομπής του υλικού , τα χαρακτηριστικά υπέρυθρης ακτινοβολίας οποιουδήποτε αντικειμένου μπορούν να είναι γνωστά. Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την ικανότητα εκπομπής του νήματος είναι: ο τύπος του υλικού, η τραχύτητα της επιφάνειας, η φυσική και χημική δομή και το πάχος του υλικού.
2. Η αρχή λειτουργίας και η δομή του υπέρυθρου θερμομέτρου: Στη φύση, όλα τα αντικείμενα με θερμοκρασία μεγαλύτερη από το απόλυτο μηδέν εκπέμπουν συνεχώς ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στον περιβάλλοντα χώρο. Το μέγεθος της ενέργειας υπέρυθρης ακτινοβολίας ενός αντικειμένου και η κατανομή του ανάλογα με το μήκος κύματος έχουν πολύ στενή σχέση με τη θερμοκρασία της επιφάνειάς του. Επομένως, με τη μέτρηση της υπέρυθρης ενέργειας που εκπέμπεται από το ίδιο το αντικείμενο, μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια η θερμοκρασία της επιφάνειάς του, η οποία είναι η αντικειμενική βάση για τη μέτρηση της θερμοκρασίας της υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Η αρχή μέτρησης της θερμοκρασίας του υπέρυθρου θερμομέτρου είναι να μεταβάλλει την ενέργεια ακτινοβολίας των υπέρυθρων ακτίνων που εκπέμπονται από το αντικείμενο (όπως ο λιωμένος χάλυβας) σε ηλεκτρικό σήμα. Το μέγεθος της υπέρυθρης ενέργειας ακτινοβολίας αντιστοιχεί στη θερμοκρασία του ίδιου του αντικειμένου (όπως ο λιωμένος χάλυβας). , η θερμοκρασία του αντικειμένου (όπως λιωμένος χάλυβας) μπορεί να προσδιοριστεί. Το υπέρυθρο θερμόμετρο αποτελείται από οπτικό σύστημα, φωτοηλεκτρικό ανιχνευτή, ενισχυτή σήματος, επεξεργασία σήματος, έξοδο οθόνης και άλλα μέρη. Το οπτικό σύστημα συγκεντρώνει την ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στόχου στο οπτικό του πεδίο και το μέγεθος του οπτικού πεδίου καθορίζεται από τα οπτικά μέρη του θερμομέτρου και τη θέση του. Η υπέρυθρη ενέργεια εστιάζεται σε έναν φωτοανιχνευτή και μετατρέπεται σε αντίστοιχο ηλεκτρικό σήμα. Το σήμα διέρχεται από τον ενισχυτή και το κύκλωμα επεξεργασίας σήματος και μεταβάλλεται στην τιμή θερμοκρασίας του μετρούμενου αντικειμένου αφού διορθωθεί σύμφωνα με τον αλγόριθμο της εσωτερικής επεξεργασίας του οργάνου και την εκπομπή του αντικειμένου.
Όταν χρησιμοποιείτε ένα θερμόμετρο υπέρυθρης ακτινοβολίας για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του στόχου, είναι πρώτα απαραίτητο να μετρήσετε την υπέρυθρη ακτινοβολία του στόχου εντός της περιοχής ζώνης του και, στη συνέχεια, η θερμοκρασία του προς μέτρηση στόχου υπολογίζεται από το θερμόμετρο. Τα υπέρυθρα θερμόμετρα μπορούν να χωριστούν σε θερμόμετρα ενός χρώματος και θερμόμετρα δύο χρωμάτων (χρωμομετρικά θερμόμετρα ακτινοβολίας) σύμφωνα με την αρχή. Το μονοχρωματικό θερμόμετρο είναι ανάλογο της ακτινοβολίας στη ζώνη. το θερμόμετρο δύο χρωμάτων είναι ανάλογο της ακτινοβολίας στις δύο ζώνες. Η αναλογία της ποσότητας της ακτινοβολίας είναι ανάλογη.
3. Η ανάπτυξη και ταξινόμηση των υπέρυθρων θερμομέτρων: Η τεχνολογία μέτρησης υπέρυθρης θερμοκρασίας έχει αναπτυχθεί για τη σάρωση και τη μέτρηση της επιφάνειας με θερμικές αλλαγές, τον προσδιορισμό της εικόνας κατανομής της θερμοκρασίας και τον γρήγορο εντοπισμό κρυφών διαφορών θερμοκρασίας. Αυτή είναι η υπέρυθρη θερμική απεικόνιση. Οι κάμερες υπέρυθρης θερμικής απεικόνισης άρχισαν να χρησιμοποιούνται στον στρατό. Η TI Corporation των Ηνωμένων Πολιτειών ανέπτυξε το πρώτο στον κόσμο σύστημα ανίχνευσης υπέρυθρης σάρωσης. Έκτοτε, η τεχνολογία υπέρυθρης θερμικής απεικόνισης χρησιμοποιείται συνεχώς σε αεροσκάφη, τανκς, πολεμικά πλοία και άλλα όπλα στις δυτικές χώρες ως θερμικά σκοπευτικά για σκοπούς ανίχνευσης. Το σύστημα έχει βελτιώσει σημαντικά την ικανότητα αναζήτησης και χτυπήματος στόχων. Τα υπέρυθρα θερμόμετρα ταξινομούνται χονδρικά ως εξής: (1) θερμόμετρα υπέρυθρων σποτ: συμπεριλαμβανομένων φορητών και σταθερών. (2) σαρωτές υπερύθρων. (3) κάμερες υπέρυθρης θερμικής απεικόνισης.
