Applikasjonsanalyse av moderne infrarøde termometre
Temperaturmålingsprinsippet til det infrarøde termometeret er å konvertere den infrarøde strålingsenergien som sendes ut av objektet til et elektrisk signal. Størrelsen på den infrarøde strålingsenergien tilsvarer temperaturen på selve objektet. I henhold til størrelsen på det konverterte elektriske signalet kan temperaturen på objektet bestemmes. Infrarød temperaturmålingsteknologi er utviklet for å skanne og måle temperaturen på overflaten med termiske endringer, bestemme dets temperaturfordelingsbilde og raskt oppdage skjulte temperaturforskjeller. Dette er det infrarøde varmekameraet. Infrarøde termiske kameraer ble først brukt i militæret. I 2019 utviklet TI Corporation i USA verdens første infrarøde skanningsrekognoseringssystem. Senere ble infrarød termisk bildeteknologi suksessivt brukt i fly, stridsvogner, krigsskip og andre våpen i vestlige land, som et termisk siktesystem for rekognoseringsmål, det forbedrer muligheten til å søke og treffe mål i stor grad. Det infrarøde termiske kameraet produsert av det svenske AGA-selskapet er i en ledende posisjon innen sivil teknologi.
Det infrarøde termometeret er sammensatt av optisk system, fotoelektrisk detektor, signalforsterker, signalbehandling, displayutgang og andre deler. Det optiske systemet samler målenergien for infrarød stråling i sitt synsfelt, og størrelsen på synsfeltet bestemmes av de optiske delene av termometeret og dets posisjon. Infrarød energi fokuseres på en fotodetektor og omdannes til et tilsvarende elektrisk signal. Signalet går gjennom forsterkeren og signalbehandlingskretsen, og konverteres til temperaturverdien til det målte målet etter å ha blitt korrigert i henhold til algoritmen for den interne behandlingen av instrumentet og emissiviteten til målet.
I naturen sender alle objekter med en temperatur høyere enn absolutt null konstant ut infrarød strålingsenergi til det omkringliggende rommet. Størrelsen på den infrarøde strålingsenergien til et objekt og dets fordeling etter bølgelengde er nært knyttet til overflatetemperaturen. Derfor, ved å måle den infrarøde energien som utstråles av objektet selv, kan overflatetemperaturen bestemmes nøyaktig, som er det objektive grunnlaget for måling av infrarød strålingstemperatur.
En svart kropp er en idealisert radiator, som absorberer alle bølgelengder av strålingsenergi, har ingen refleksjon eller overføring av energi, og har en emissivitet på 1 på overflaten. Imidlertid er praktiske gjenstander i naturen nesten ikke svarte kropper. For å avklare og få fordeling av infrarød stråling må det velges en passende modell i teoretisk forskning. Dette er den kvantiserte oscillatormodellen av kroppshulestråling foreslått av Planck, og avledet dermed loven om Plancks svarte kroppsstråling, det vil si den svarte kroppens spektralstråling uttrykt ved bølgelengde, som er utgangspunktet for alle teorier om infrarød stråling, så det er kalt loven om svart kroppsstråling. Strålingsmengden til alle faktiske objekter avhenger ikke bare av strålingsbølgelengden og temperaturen til objektet, men også av typen materiale som utgjør objektet, forberedelsesmetoden, den termiske prosessen, overflatetilstanden og miljøforholdene.
Infrarød temperaturmåling bruker en punkt-for-punkt analysemetode, det vil si at termisk stråling fra et lokalt område av objektet er fokusert på en enkelt detektor, og strålingseffekten konverteres til temperatur gjennom emissiviteten til det kjente objektet . På grunn av de forskjellige gjenstandene, måleområdene og brukstillfällene, er utseendet og den interne strukturen til infrarøde termometre forskjellige, men den grunnleggende strukturen er generelt lik, hovedsakelig inkludert optisk system, fotodetektor, signalforsterker og signalbehandling, skjermutgang og annet deler. Infrarød stråling som sendes ut av en radiator. Når den kommer inn i det optiske systemet, moduleres den infrarøde strålingen til vekslende stråling av modulatoren, og omdannes til et tilsvarende elektrisk signal av detektoren. Signalet går gjennom forsterkeren og signalbehandlingskretsen, og konverteres til temperaturverdien til det målte målet etter å ha blitt korrigert i henhold til algoritmen i instrumentet og målemissiviteten.
