Analiza sodobnih aplikacij infrardečega termometra
Načelo merjenja temperature infrardečega termometra je pretvorba infrardeče sevalne energije, ki jo oddaja predmet, v električni signal. Velikost energije infrardečega sevanja ustreza temperaturi samega predmeta. Glede na velikost pretvorjenega električnega signala je mogoče določiti temperaturo predmeta. 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. Leta 2019 je ameriška korporacija TI razvila prvi infrardeči izvidniški sistem na svetu. Kasneje se je tehnologija infrardečega toplotnega slikanja zaporedoma uporabljala v letalih, tankih, vojnih ladjah in drugem orožju v zahodnih državah, kot sistem za toplotno opazovanje izvidniških ciljev, močno izboljša zmožnost iskanja in zadetka ciljev. Infrardeča termovizijska kamera švedskega podjetja AGA je vodilna v civilni tehnologiji.
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 povezani 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 ali prenosa energije in ima emisivnost 1 na svoji površini. Vendar praktični predmeti v naravi skoraj niso črna telesa. Za razjasnitev in pridobitev porazdelitve infrardečega sevanja je treba v teoretični raziskavi izbrati ustrezen model. To je model kvantiziranega oscilatorja sevanja telesne votline, ki ga je predlagal Planck, s čimer je izpeljal zakon Planckovega sevanja črnega telesa, to je spektralni sev črnega telesa, izražen z valovno dolžino, ki je izhodišče vseh teorij infrardečega sevanja, torej je imenovan zakon sevanja črnega telesa. Količina sevanja vseh dejanskih predmetov ni odvisna samo od valovne dolžine sevanja in temperature predmeta, temveč tudi od vrste materiala, iz katerega je predmet, metode priprave, termičnega procesa, stanja površine in okoljskih pogojev.
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.
