Анализ современных применений технологии инфракрасных термометров
Принцип измерения температуры инфракрасным термометром заключается в преобразовании лучистой энергии инфракрасных лучей, излучаемых объектом, в электрический сигнал. Величина энергии инфракрасного излучения соответствует температуре самого объекта. По размеру преобразованного электрического сигнала можно определить температуру объекта. Технология инфракрасного измерения температуры развилась до такой степени, что она может сканировать и измерять температуру поверхности с термическими изменениями, определять изображение распределения температуры и быстро обнаруживать скрытые разницы температур. Это инфракрасная тепловизионная камера. Инфракрасные тепловизионные камеры впервые были использованы в армии. Американская компания TI разработала первую в мире систему инфракрасной сканирующей разведки в 1999 году. С тех пор технология инфракрасного тепловидения используется в самолетах, танках, военных кораблях и другом вооружении в западных странах. , как тепловизионный прицельный комплекс для целей разведки, значительно улучшает возможности поиска и поражения целей. Инфракрасная тепловизионная камера производства шведской компании AGA занимает лидирующие позиции в гражданской технике.
Инфракрасный термометр состоит из оптической системы, фотоэлектрического детектора, усилителя сигнала, устройства обработки сигнала, вывода дисплея и других частей. Оптическая система собирает энергию целевого инфракрасного излучения в пределах своего поля зрения. Размер поля зрения определяется оптическими частями термометра и их расположением. Инфракрасная энергия фокусируется на фотодетекторе и преобразуется в соответствующий электрический сигнал. Сигнал проходит через усилитель и схему обработки сигнала и преобразуется в значение температуры измеряемой цели после коррекции в соответствии с алгоритмом внутренней обработки прибора и целевой излучательной способностью.
В природе все объекты с температурой выше абсолютного нуля постоянно излучают в окружающее пространство энергию инфракрасного излучения. Количество энергии инфракрасного излучения объекта и ее распределение по длине волны тесно связаны с температурой его поверхности. Следовательно, измеряя инфракрасную энергию, излучаемую самим объектом, можно точно измерить температуру его поверхности. Это объективная основа, на которой основано измерение температуры инфракрасным излучением.
Черное тело — это идеализированный излучатель, который поглощает лучистую энергию всех длин волн без отражения или передачи энергии. Его поверхностная излучательная способность равна 1. Однако почти все реальные объекты, существующие в природе, не являются черными телами. Для выяснения и получения правил распространения инфракрасного излучения в теоретических исследованиях необходимо выбрать соответствующую модель. Это квантовая модель осциллятора излучения полости тела, предложенная Планком. Был выведен Планком закон излучения черного тела, то есть спектральная яркость черного тела, выраженная в длине волны. Это отправная точка всех теорий инфракрасного излучения, поэтому ее называют законом излучения черного тела. Количество излучения всех реальных объектов зависит не только от длины волны излучения и температуры объекта, но и от таких факторов, как тип материала, метод подготовки, термический процесс, состояние поверхности и условия окружающей среды объекта.
Для измерения температуры в инфракрасном диапазоне применяется поточечный анализ, то есть тепловое излучение локальной области объекта фокусируется на одном детекторе, а мощность излучения преобразуется в температуру посредством коэффициента излучения известного объекта. Из-за различных объектов, которые необходимо обнаружить, диапазонов измерения и случаев использования внешний вид и внутренняя структура инфракрасных термометров различны, но основные конструкции в целом схожи, включая оптические системы, фотодетекторы, усилители сигналов и обработку сигналов, а также выходы дисплея. состоит из других частей. Инфракрасное излучение, испускаемое излучателем. Поступая в оптическую систему, инфракрасное излучение модулируется модулятором в переменное излучение, а затем преобразуется детектором в соответствующие электрические сигналы. Сигнал проходит через усилитель и схему обработки сигнала и преобразуется в значение температуры измеряемой цели после коррекции по алгоритму в приборе и излучательной способности цели.
