Принцип работы и применение инфракрасного термометра
Базовая теория инфракрасного излучения
В 1672 году было обнаружено, что солнечный свет (белый свет) состоит из света различных цветов. В то же время Ньютон сделал вывод, что монохроматический свет по своей природе проще белого. Используйте дихроичную призму, чтобы разложить солнечный свет (белый свет) на монохроматические лучи красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего, синего, фиолетового и т. д. В 1800 году британский физик Ф. термическая точка зрения. При изучении теплоты различных цветов света он намеренно загородил единственное окно темной комнаты темной пластиной, а в пластине проделал прямоугольное отверстие, а в отверстие установил светоделительную призму. Когда солнечный свет проходит через призму, он разлагается на цветные световые полосы, и с помощью термометра измеряется тепло, содержащееся в разных цветах световых полос. Чтобы сравнить температуру окружающей среды, Хаксель использовал несколько термометров, помещенных рядом с полосой цветного света, в качестве сравнительных термометров для измерения температуры окружающей среды. Во время эксперимента он случайно обнаружил странное явление: термометр, помещенный за пределы красноватого света, имел более высокое значение, чем другие температуры в комнате. Методом проб и ошибок эта так называемая высокотемпературная зона с наибольшим нагревом всегда находится за пределами красного света на краю световой полосы Z. Поэтому он объявил, что помимо видимого света существует еще и «горячая линия». "невидимый человеческому глазу в излучении, испускаемом солнцем. Эта невидимая «горячая линия» находится за пределами красного света и называется инфракрасным светом. Инфракрасное излучение — это разновидность электромагнитной волны, которая имеет ту же сущность, что и радиоволны и видимый свет. Открытие инфракрасного излучения — это скачок в понимании человеком природы, оно открыло новый широкий путь для исследований, использования и развития инфракрасных технологий.
Длина волны инфракрасных лучей составляет от 0,76 до 100 мкм. В зависимости от диапазона длин волн его можно разделить на четыре категории: ближний инфракрасный диапазон, средний инфракрасный диапазон, дальний инфракрасный диапазон и крайний дальний инфракрасный диапазон. Его положение в непрерывном спектре электромагнитных волн — область между радиоволнами и видимым светом. . Инфракрасное излучение является одним из самых распространенных электромагнитных излучений в природе. Он основан на том факте, что любой объект будет производить собственные молекулярные и атомные нерегулярные движения в обычной среде и непрерывно излучать тепловую инфракрасную энергию, молекулы и атомы. Чем интенсивнее движение, тем больше излучаемая энергия, и наоборот, тем меньше излучаемая энергия.
Объекты с температурой выше нуля будут излучать инфракрасные лучи благодаря собственному молекулярному движению. После того, как сигнал мощности, излучаемый объектом, преобразуется инфракрасным детектором в электрический сигнал, 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 и получается тепловое изображение, соответствующее распределению тепла на поверхности объекта. Используя этот метод, можно реализовать изображение теплового состояния на большом расстоянии и измерение температуры цели, а также проанализировать и оценить.
Принцип работы тепловизора
Инфракрасный тепловизор использует инфракрасный детектор, объектив с оптическим изображением и оптико-механическую систему сканирования (текущая передовая технология фокальной плоскости не использует оптико-механическую систему сканирования) для получения картины распределения энергии инфракрасного излучения измеряемой цели и отражения ее на фоточувствительный датчик. инфракрасного детектора. На элементе, между оптической системой и инфракрасным детектором, расположен оптико-механический сканирующий механизм (фокальный тепловизор не имеет этого механизма) для сканирования инфракрасного тепловизионного изображения измеряемого объекта и фокусировки на единицу или объект. спектроскопический детектор. Энергия инфракрасного излучения преобразуется детектором в электрический сигнал, а инфракрасное тепловое изображение отображается на экране телевизора или мониторе после усиления, преобразования или стандартного видеосигнала. Такого рода тепловое изображение соответствует полю теплового распределения на поверхности объекта; по сути, это тепловое изображение распределения инфракрасного излучения каждой части измеряемого целевого объекта. Поскольку сигнал очень слабый по сравнению с изображением в видимом свете, ему не хватает слоев и трехмерности. Поэтому, чтобы более эффективно судить о поле распределения инфракрасного тепла измеряемой цели во время фактической работы, часто используются некоторые вспомогательные меры для увеличения практических функций прибора, такие как яркость изображения, контроль контрастности, реальная стандартная коррекция, ложная цветопередача и другие технологии
Разработка тепловизионных камер
В 1800 году британский физик Ф. В. Хаксель открыл инфракрасное излучение, что открыло широкую дорогу для применения человеком инфракрасных технологий. Во время Первой мировой войны немцы использовали инфракрасные преобразователи изображения в качестве устройств фотоэлектрического преобразования для разработки активных устройств ночного видения и оборудования инфракрасной связи, которые заложили основу для развития инфракрасных технологий.
После Второй мировой войны первое поколение тепловизионных устройств для военной области было разработано корпорацией Texas Instruments Corporation в Соединенных Штатах после почти года исследований. Это называется системой инфракрасного обнаружения (FLIR), которая использует оптико-механическую систему для сканирования инфракрасного излучения измеряемой цели. Детектор фотонов принимает признаки двумерного инфракрасного излучения, и после фотоэлектрического преобразования и ряда инструментальных обработок формируется сигнал видеоизображения. Первоначальная форма этой системы - автоматический регистратор распределения температуры не в реальном времени. Позже, с разработкой в 1950-х годах детекторов фотонов антимонида индия и ртути, легированных германием, стали появляться высокоскоростное сканирование и отображение в реальном времени тепловых изображений цели. система.
