Η βασική θεωρία του υπέρυθρου θερμομέτρου
Το 1672, ανακαλύφθηκε ότι το φως του ήλιου (λευκό φως) αποτελείται από φως διαφόρων χρωμάτων. Ταυτόχρονα, ο Νεύτων κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το μονοχρωματικό φως είναι πιο απλό στη φύση του από το λευκό φως. Χρησιμοποιήστε ένα διχρωικό πρίσμα για να αποσυνθέσετε το ηλιακό φως (λευκό φως) σε μονοχρωματικά φώτα κόκκινου, πορτοκαλί, κίτρινου, πράσινου, μπλε, μπλε, μοβ, κ.λπ. Το 1800, ο Βρετανός φυσικός FW Huxel ανακάλυψε υπέρυθρες ακτίνες όταν μελέτησε διάφορα χρωματιστά φώτα από το θερμική άποψη. Όταν μελετούσε τη θερμότητα διαφόρων χρωμάτων φωτός, έκλεισε επίτηδες το παράθυρο του σκοτεινού δωματίου με μια σκοτεινή πλάκα και άνοιξε μια ορθογώνια τρύπα στην πλάκα και ένα πρίσμα διαχωριστή δέσμης τοποθετήθηκε στην τρύπα.
Όταν το ηλιακό φως διέρχεται από το πρίσμα, αποσυντίθεται σε έγχρωμες φωτεινές ζώνες και χρησιμοποιείται ένα θερμόμετρο για τη μέτρηση της θερμότητας που περιέχεται σε διαφορετικά χρώματα στις φωτεινές ζώνες. Προκειμένου να γίνει σύγκριση με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, η Huxel χρησιμοποίησε αρκετά θερμόμετρα τοποθετημένα κοντά στην έγχρωμη ζώνη φωτός ως συγκριτικά θερμόμετρα για τη μέτρηση της θερμοκρασίας περιβάλλοντος. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, ανακάλυψε κατά λάθος ένα περίεργο φαινόμενο: ένα θερμόμετρο τοποθετημένο έξω από το κοκκινωπό φως είχε υψηλότερη τιμή από άλλες θερμοκρασίες στο δωμάτιο. Μετά από δοκιμή και σφάλμα, αυτή η λεγόμενη ζώνη υψηλής θερμοκρασίας με την περισσότερη θερμότητα βρίσκεται πάντα έξω από το κόκκινο φως στην άκρη της ζώνης φωτός. Έτσι ανακοίνωσε ότι εκτός από το ορατό φως, η ακτινοβολία που εκπέμπει ο ήλιος έχει και ένα είδος «ερεθίσματος» αόρατο στα ανθρώπινα μάτια. Αυτό το αόρατο «διεγερτικό» βρίσκεται έξω από το κόκκινο φως και ονομάζεται υπέρυθρο. Το υπέρυθρο είναι ένα είδος ηλεκτρομαγνητικού κύματος, το οποίο έχει την ίδια ουσία με τα ραδιοκύματα και το ορατό φως. Η ανακάλυψη της υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι ένα άλμα στην ανθρώπινη κατανόηση της φύσης και έχει ανοίξει έναν νέο ευρύ δρόμο για την έρευνα, τη χρήση και την ανάπτυξη της υπέρυθρης τεχνολογίας.
Το μήκος κύματος των υπέρυθρων ακτίνων είναι μεταξύ 0.76 και 100 μm. Ανάλογα με το εύρος μήκους κύματος, μπορεί να χωριστεί σε τέσσερις κατηγορίες: εγγύς υπέρυθρο, μεσαίο υπέρυθρο, μακρινό υπέρυθρο και ακραίο υπέρυθρο. Η θέση του στο συνεχές φάσμα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι η περιοχή μεταξύ ραδιοκυμάτων και ορατού φωτός. Η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι μια από τις πιο εκτεταμένες ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες στη φύση. Βασίζεται στο γεγονός ότι κάθε αντικείμενο θα παράγει τις δικές του μοριακές και ατομικές ακανόνιστες κινήσεις σε ένα κανονικό περιβάλλον και θα εκπέμπει θερμική υπέρυθρη ενέργεια συνεχώς. Όσο πιο έντονη είναι η κίνηση των μορίων και των ατόμων, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια της ακτινοβολίας και αντίστροφα, τόσο μικρότερη είναι η ενέργεια της ακτινοβολίας.
Τα αντικείμενα με θερμοκρασία πάνω από το μηδέν θα εκπέμπουν υπέρυθρες ακτίνες λόγω της δικής τους μοριακής κίνησης. Αφού το σήμα ισχύος που εκπέμπεται από το αντικείμενο μετατραπεί σε ηλεκτρικό σήμα από τον ανιχνευτή υπερύθρων, το σήμα εξόδου της συσκευής απεικόνισης μπορεί να προσομοιώσει πλήρως τη χωρική κατανομή της θερμοκρασίας της επιφάνειας του σαρωμένου αντικειμένου μία προς μία, που επεξεργάζεται το ηλεκτρονικό σύστημα. και μεταδίδεται στην οθόνη προβολής για να ληφθεί μια θερμική εικόνα που αντιστοιχεί στη θερμική κατανομή της επιφάνειας του αντικειμένου. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί η απεικόνιση θερμικής κατάστασης σε μεγάλη απόσταση και η μέτρηση θερμοκρασίας του στόχου και να αναλυθούν και να κριθούν.
