Princip delovanja, razvrstitev in sodobna uporaba infrardečega termometra
Načelo merjenja temperature infrardečega termometra je pretvorba sevalne energije infrardečih žarkov, ki jih oddaja predmet (kot je staljeno jeklo), v električni signal. Velikost infrardeče sevalne energije ustreza temperaturi samega predmeta (kot je staljeno jeklo). , je mogoče določiti temperaturo predmeta (kot je staljeno jeklo). Infrardeča tehnologija merjenja temperature je bila razvita za skeniranje in merjenje temperature površine s toplotnimi spremembami, določanje njene slike porazdelitve temperature in hitro zaznavanje skritih temperaturnih razlik. To je infrardeča toplotna slika. Infrardeče termovizijske kamere so bile najprej uporabljene v vojski. V 19 letih je ameriška korporacija TI razvila prvi infrardeči izvidniški sistem na svetu. Po tem se je tehnologija infrardečega termičnega slikanja zaporedoma uporabljala v letalih, tankih, vojnih ladjah in drugem orožju v zahodnih državah, kot sistem za toplotno opazovanje izvidniških ciljev, močno je izboljšala sposobnost iskanja in zadetkov na cilje. Infrardeča termovizijska kamera švedskega podjetja AGA je vodilna v civilni tehnologiji. Vendar pa je še vedno problem, kako omogočiti široko uporabo tehnologije infrardečega merjenja temperature. To je aplikacija, vredna raziskave.
Infrardeči termometer je sestavljen iz optičnega sistema, fotoelektričnega detektorja, ojačevalnika signala, obdelave signala, izhodnega zaslona in drugih delov. Optični sistem zbira ciljno energijo infrardečega sevanja v svojem vidnem polju, velikost vidnega polja pa določajo optični deli termometra in njegov položaj. Infrardeča energija se fokusira na fotodetektor in pretvori v ustrezen električni signal. Signal prehaja skozi ojačevalnik in vezje za obdelavo signala ter se po korekciji glede na algoritem notranje obdelave instrumenta in emisivnosti tarče pretvori v vrednost temperature merjene tarče.
V naravi vsi predmeti s temperaturo višjo od absolutne ničle neprestano oddajajo energijo infrardečega sevanja v okoliški prostor. Velikost energije infrardečega sevanja predmeta in njegova porazdelitev glede na valovno dolžino sta zelo tesno povezana s temperaturo njegove površine. Zato lahko z merjenjem infrardeče energije, ki jo seva sam objekt, natančno določimo temperaturo njegove površine, kar je objektivna osnova za merjenje temperature infrardečega sevanja.
Črno telo je idealiziran sevalnik, ki absorbira vse valovne dolžine energije sevanja, nima odboja in prenosa energije in ima na površini emisivnost 1. Vendar praktični predmeti v naravi skoraj niso črna telesa. Qinghe je dobil porazdelitveni zakon infrardečega sevanja, pri teoretični raziskavi pa je treba izbrati ustrezen model, ki je kvantiziran oscilatorski model sevanja telesne votline, ki ga je predlagal Planck, in tako izpeljal zakon Planckovega sevanja črnega telesa, to je črno telo izraženo z valovno dolžino Spektralni sev, ki je izhodišče vseh teorij infrardečega sevanja, se imenuje zakon o sevanju črnega telesa. Sevanje vseh dejanskih predmetov ni odvisno samo od valovne dolžine sevanja in temperature objekta, temveč tudi od vrste materiala, načina priprave in termičnega procesa predmeta. Povezan je z dejavniki, kot so stanje površine in okoljski pogoji. Zato je treba uvesti sorazmerni koeficient, povezan z lastnostmi materiala in površinskimi stanji, to je emisivnost, da bi bil zakon sevanja črnega telesa uporaben za vse praktične predmete. Ta koeficient predstavlja, kako blizu je toplotno sevanje dejanskega predmeta sevanju črnega telesa, njegova vrednost pa je med nič in vrednostjo, manjšo od 1. V skladu z zakonom o sevanju, dokler je emisijska sposobnost materiala Znane so značilnosti infrardečega sevanja katerega koli predmeta. Glavni dejavniki, ki vplivajo na emisijsko sposobnost, so: vrsta materiala, hrapavost površine, fizikalna in kemična struktura ter debelina materiala. Pri uporabi infrardečega sevalnega termometra za merjenje temperature tarče je treba najprej izmeriti infrardeče sevanje tarče znotraj njegovega pasu, nato pa termometer izračuna temperaturo izmerjene tarče. Monokromatski pirometri so sorazmerni s količino sevanja v pasu; dvobarvni pirometri so sorazmerni z razmerjem količine sevanja v obeh pasovih.
Infrardeče merjenje temperature sprejme metodo analize od točke do točke, kar pomeni, da je toplotno sevanje lokalnega območja predmeta osredotočeno na en sam detektor, moč sevanja pa se pretvori v temperaturo prek emisivnosti znanega predmeta. . Zaradi različnih zaznanih predmetov, obsegov merjenja in priložnosti uporabe sta zasnova videza in notranja struktura infrardečih termometrov drugačna, vendar je osnovna struktura na splošno podobna, predvsem vključuje optični sistem, fotodetektor, ojačevalnik signala in obdelavo signala, izhod zaslona in drugo deli. Infrardeče sevanje, ki ga oddaja radiator. Infrardeče sevanje ob vstopu v optični sistem modulator modulira v izmenično sevanje, ki ga detektor pretvori v ustrezen električni signal. Signal gre skozi ojačevalnik in vezje za obdelavo signala ter se pretvori v temperaturno vrednost izmerjene tarče, potem ko je popravljen v skladu z algoritmom v instrumentu in ciljno emisivnostjo.
