Analiza aplicațiilor contemporane ale termometrului cu infraroșu
Principiul de măsurare a temperaturii termometrului cu infraroșu este de a converti energia radiantă în infraroșu emisă de obiect într-un semnal electric. Mărimea energiei radiante în infraroșu corespunde temperaturii obiectului însuși. În funcție de mărimea semnalului electric convertit, temperatura obiectului poate fi determinată. Tehnologia de măsurare a temperaturii în infraroșu a fost dezvoltată pentru a scana și măsura temperatura suprafeței cu schimbări termice, pentru a determina imaginea distribuției temperaturii și pentru a detecta rapid diferențele de temperatură ascunse. Aceasta este camera termică cu infraroșu. Camerele termice cu infraroșu au fost folosite pentru prima dată în armată. În 2019, TI Corporation din Statele Unite a dezvoltat primul sistem de recunoaștere cu scanare în infraroșu din lume. Mai târziu, tehnologia de imagistică termică în infraroșu a fost utilizată succesiv în avioane, tancuri, nave de război și alte arme din țările occidentale, ca sistem de ochire termică pentru ținte de recunoaștere, îmbunătățește considerabil capacitatea de a căuta și de a lovi ținte. Camera de termoviziune cu infraroșu produsă de compania suedeză AGA se află pe o poziție de lider în tehnologia civilă.
Termometrul cu infraroșu este compus din sistem optic, detector fotoelectric, amplificator de semnal, procesare a semnalului, ieșire de afișare și alte părți. Sistemul optic adună energia radiației infraroșii țintă în câmpul său vizual, iar dimensiunea câmpului vizual este determinată de părțile optice ale termometrului și de poziția acestuia. Energia infraroșu este focalizată pe un fotodetector și convertită într-un semnal electric corespunzător. Semnalul trece prin amplificator și circuitul de procesare a semnalului și este convertit în valoarea temperaturii țintei măsurate după ce a fost corectat conform algoritmului de tratament intern al instrumentului și emisivitatea țintei.
În natură, toate obiectele cu o temperatură mai mare decât zero absolut emit în mod constant energie de radiație infraroșie în spațiul înconjurător. Mărimea energiei radiației infraroșii a unui obiect și distribuția acestuia în funcție de lungimea de undă au o relație foarte strânsă cu temperatura de suprafață a acestuia. Prin urmare, prin măsurarea energiei infraroșii radiate de obiectul însuși, temperatura suprafeței acestuia poate fi determinată cu precizie, care este baza obiectivă pentru măsurarea temperaturii radiației infraroșii.
Un corp negru este un radiator idealizat, care absoarbe toate lungimile de undă ale energiei radiației, nu are reflexie sau transmisie de energie și are o emisivitate de 1 pe suprafața sa. Cu toate acestea, obiectele practice din natură aproape că nu sunt corpuri negre. Pentru a clarifica și a obține distribuția radiației infraroșii, în cercetarea teoretică trebuie selectat un model adecvat. Acesta este modelul oscilator cuantificat al radiației cavității corpului propus de Planck, astfel a derivată legea radiației corpului negru a lui Planck, adică radiația spectrală a corpului negru exprimată prin lungimea de undă, care este punctul de plecare al tuturor teoriilor radiației infraroșii, deci este numită legea radiației corpului negru. Cantitatea de radiație a tuturor obiectelor reale depinde nu numai de lungimea de undă a radiației și de temperatura obiectului, ci și de tipul de material care constituie obiectul, metoda de preparare, procesul termic, starea suprafeței și condițiile de mediu.
Măsurarea temperaturii în infraroșu adoptă o metodă de analiză punct cu punct, adică radiația termică a unei zone locale a obiectului este concentrată pe un singur detector, iar puterea radiației este convertită în temperatură prin emisivitatea obiectului cunoscut. . Datorită diferitelor obiecte detectate, intervale de măsurare și ocazii de utilizare, designul aspectului și structura internă a termometrelor cu infraroșu sunt diferite, dar structura de bază este în general similară, incluzând în principal sistemul optic, fotodetectorul, amplificatorul de semnal și procesarea semnalului, ieșirea afișajului și altele. părți. Radiația infraroșie emisă de un radiator. Intrând în sistemul optic, radiația infraroșie este modulată în radiație alternativă de către modulator și transformată într-un semnal electric corespunzător de către detector. Semnalul trece prin amplificator și circuitul de procesare a semnalului și este convertit în valoarea temperaturii țintei măsurate după ce a fost corectat conform algoritmului din instrument și emisivității țintei.
