Анализ применения современных инфракрасных термометров
Принцип измерения температуры инфракрасным термометром заключается в преобразовании энергии инфракрасного излучения, излучаемой 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 была разработана для сканирования и измерения температуры поверхности с тепловыми изменениями, определения изображения ее температурного распределения и быстрого обнаружения скрытых температурных перепадов. Это инфракрасный тепловизор. Инфракрасные тепловизионные камеры впервые были использованы в вооруженных силах. В 2019 году корпорация TI из США разработала первую в мире систему разведки с инфракрасным сканированием. Позднее инфракрасная тепловизионная технология последовательно использовалась в самолетах, танках, боевых кораблях и другом вооружении западных стран, как тепловизионный комплекс для разведки целей, она 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, дисплея и других частей. Оптическая система улавливает энергию инфракрасного излучения цели в своем поле зрения, а размер поля зрения определяется оптическими частями термометра и его положением. Инфракрасная энергия фокусируется на фотодетекторе и преобразуется в соответствующий электрический сигнал. Сигнал проходит через усилитель и схему обработки сигналов и преобразуется в значение температуры измеряемой цели после корректировки по алгоритму внутренней обработки прибора и коэффициента излучения цели.
В природе все объекты с температурой выше абсолютного нуля постоянно излучают энергию инфракрасного излучения в окружающее пространство. Величина энергии инфракрасного излучения объекта и ее распределение по длинам волн тесно связаны с температурой его поверхности. Следовательно, путем измерения инфракрасной энергии, излучаемой самим объектом, можно точно определить температуру его поверхности, что является объективной основой для измерения температуры инфракрасного излучения.
Черное тело представляет собой идеализированный излучатель, который поглощает все длины волн энергии излучения, не имеет отражения или передачи энергии и имеет коэффициент излучения 1 на своей поверхности. Однако практические объекты в природе почти не являются черными телами. Для уточнения и получения распределения инфракрасного излучения в теоретических исследованиях необходимо выбрать соответствующую модель. Это модель квантованного осциллятора излучения полости тела, предложенная Планком. Таким образом, был получен закон планковского излучения черного тела, то есть спектральная яркость черного тела, выраженная длиной волны, которая является отправной точкой всех теорий инфракрасного излучения, поэтому она называется законом излучения черного тела. Количество излучения всех реальных объектов зависит не только от длины волны излучения и температуры объекта, но также от типа материала, из которого состоит объект, метода подготовки, термического процесса, состояния поверхности и условий окружающей среды.
Инфракрасное измерение температуры использует метод точечного анализа, то есть тепловое излучение локальной области объекта фокусируется на одном детекторе, а мощность излучения преобразуется в температуру через коэффициент излучения известного объекта. . Из-за различных обнаруженных объектов, диапазонов измерения и случаев использования внешний вид и внутренняя структура инфракрасных термометров различаются, но основная структура в целом аналогична, в основном включая оптическую систему, фотодетектор, усилитель сигнала и обработку сигнала, вывод на дисплей и другое. части. Инфракрасное излучение, испускаемое излучателем. Попадая в оптическую систему, инфракрасное излучение модулируется модулятором в переменное излучение, а детектором преобразуется в соответствующий электрический сигнал. Сигнал проходит через усилитель и схему обработки сигнала и преобразуется в значение температуры измеряемой цели после корректировки в соответствии с алгоритмом в приборе и коэффициентом излучения цели.
