Основная теория инфракрасных термометров
В 1672 году было обнаружено, что солнечный свет (белый свет) состоит из света различных цветов, и Ньютон пришел к выводу, что монохроматический свет обладает более простыми свойствами, чем белый свет. С помощью спектроскопической призмы солнечный свет (белый свет) разлагается на монохроматический свет различных цветов, таких как красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. В 1800 году британский физик Ф. У. Хаксл, изучая различные цвета света с точки зрения тепла, открыл инфракрасное излучение. Изучая теплоту различных цветов света, он намеренно загородил единственное окно темной доски и открыл в доске прямоугольное отверстие, внутри которого установил призму-расщепитель. Когда солнечный свет проходит через призму, он разлагается на цветные световые полосы, и термометром измеряют тепло, содержащееся в световых полосах разных цветов. Чтобы сравнить температуру окружающей среды с температурой окружающей среды, Гершель использовал несколько термометров, помещенных рядом с цветной световой полосой для сравнения и измерения температуры окружающей среды. В ходе эксперимента он наткнулся на странное явление: термометр, расположенный за пределами полосы красного света, имел более высокие показания, чем другие температуры в помещении. После повторных экспериментов так называемая высокотемпературная зона с наибольшим нагревом всегда находится за пределами красного света на крайнем краю световой полосы. Поэтому он объявил, что помимо видимого света в излучении Солнца существует еще и невидимая «горячая линия», которая находится за пределами красного света и называется инфракрасной. Инфракрасное излучение — это электромагнитная волна, имеющая ту же сущность, что и радиоволны и видимый свет. Открытие инфракрасного излучения — это скачок в понимании человеком природы, открывающий новый и широкий путь для исследования, использования и развития инфракрасных технологий.
Длина волны инфракрасного излучения находится в пределах 0.76-100 мкм. В зависимости от диапазона длин волн ее можно разделить на четыре категории: ближний инфракрасный, средний инфракрасный, дальний инфракрасный и чрезвычайно дальний инфракрасный диапазон. Его положение в непрерывном спектре электромагнитных волн находится между радиоволнами и видимым светом. Инфракрасное излучение – наиболее распространенный вид излучения электромагнитных волн, существующий в природе. Он основан на том факте, что любой объект в обычной среде будет генерировать собственные молекулы и атомы, совершая беспорядочное движение, постоянно излучая тепловую инфракрасную энергию. Чем интенсивнее движение молекул и атомов, тем больше энергия излучения, и наоборот, тем меньше энергия излучения.
Объекты с температурой выше абсолютного нуля будут излучать инфракрасное излучение из-за собственного молекулярного движения. После преобразования сигнала мощности, излучаемого объектом, в электрический сигнал через инфракрасный детектор, выходной сигнал устройства формирования изображения может полностью имитировать пространственное распределение температуры поверхности сканируемого объекта один за другим. После обработки электронной системой оно передается на экран дисплея для получения теплового изображения, соответствующего распределению тепла на поверхности объекта. Используя этот метод, можно получить дистанционное тепловизионное изображение и измерение температуры цели, а также провести анализ и вынесение суждений.
