Arbetsprincip och tillämpning av infraröd termometer
Infraröd grundläggande teori
År 1672 upptäckte man att solljus (vitt ljus) består av ljus i olika färger. Samtidigt drog Newton slutsatsen att monokromatiskt ljus är enklare till sin natur än vitt ljus. Använd ett dikroiskt prisma för att bryta ner solljus (vitt ljus) till monokromatiska ljus av rött, orange, gult, grönt, blått, blått, lila, etc. År 1800 upptäckte den brittiske fysikern FW Huxel infraröda strålar när han studerade olika färgade ljus från termisk synvinkel. När han studerade värmen från olika ljusfärger blockerade han medvetet det enda fönstret i det mörka rummet med en mörk platta och öppnade ett rektangulärt hål i plattan, och ett stråldelarprisma installerades i hålet. När solljus passerar genom prismat bryts det ner till färgade ljusband och en termometer används för att mäta värmen som finns i olika färger i ljusbanden. För att jämföra med omgivningstemperaturen använde Huxel flera termometrar placerade nära det färgade ljusbandet som jämförande termometrar för att mäta omgivningstemperaturen. Under experimentet upptäckte han av misstag ett märkligt fenomen: en termometer placerad utanför det rödaktiga ljuset hade ett högre värde än andra temperaturer i rummet. Genom försök och misstag är denna så kallade högtemperaturzon med mest värme alltid placerad utanför det röda ljuset i kanten av ljusbandet Z. Så han meddelade att det förutom synligt ljus också finns en "varm linje "osynlig för det mänskliga ögat i strålningen som sänds ut av solen. Denna osynliga "heta linje" ligger utanför det röda ljuset och kallas infrarött ljus. Infraröd är en sorts elektromagnetisk våg, som har samma väsen som radiovågor och synligt ljus. Upptäckten av infraröd är ett språng i människans förståelse av naturen, och det har öppnat en ny bred väg för forskning, användning och utveckling av infraröd teknik.
Våglängden för infraröda strålar är mellan 0.76 och 100 μm. Beroende på våglängdsområdet kan det delas in i fyra kategorier: nära infraröd, mellaninfraröd, långt infraröd och extrem långt infraröd. Dess position i det kontinuerliga spektrumet av elektromagnetiska vågor är området mellan radiovågor och synligt ljus. . Infraröd strålning är en av de mest omfattande elektromagnetiska strålningarna i naturen. Den är baserad på det faktum att vilket objekt som helst kommer att producera sina egna molekylära och atomära oregelbundna rörelser i en konventionell miljö och kontinuerligt utstråla termisk infraröd energi, molekyler och atomer. Ju mer intensiv rörelse, desto större utstrålad energi, och vice versa, desto mindre utstrålad energi.
Föremål med en temperatur över noll kommer att utstråla infraröda strålar på grund av sin egen molekylära rörelse. Efter att effektsignalen som utstrålas av objektet har omvandlats till en elektrisk signal av den infraröda detektorn, kan utsignalen från bildåtergivningsanordningen helt simulera den rumsliga fördelningen av yttemperaturen hos det skannade objektet en efter en. Efter att ha bearbetats av det elektroniska systemet överförs det till bildskärmen och erhålls Den termiska bilden som motsvarar värmefördelningen på objektets yta. Med hjälp av denna metod är det möjligt att realisera långdistansavbildning av termiskt tillstånd och temperaturmätning av målet och analysera och bedöma.
Värmekameraprincip
Infraröd värmekamera använder infraröd detektor, optisk avbildningsobjektiv och optiskt-mekaniskt skanningssystem (den nuvarande avancerade fokalplansteknologin utelämnar optiskt-mekaniskt skanningssystem) för att ta emot det infraröda strålningsenergifördelningsmönstret för det uppmätta målet och reflektera det till den ljuskänsliga sensorn av den infraröda detektorn. På elementet, mellan det optiska systemet och den infraröda detektorn, finns en optisk-mekanisk skanningsmekanism (brännplansvärmekameran har inte denna mekanism) för att skanna den infraröda värmebilden av det uppmätta objektet och fokusera på enheten eller spektroskopisk detektor. Den infraröda strålningsenergin omvandlas till en elektrisk signal av detektorn och den infraröda värmebilden visas på en TV-skärm eller en monitor efter förstärkningsbearbetning, konvertering eller en vanlig videosignal. Denna typ av värmebild motsvarar det termiska fördelningsfältet på objektets yta; det är i huvudsak den termiska bildfördelningen av den infraröda strålningen från varje del av det uppmätta målobjektet. Eftersom signalen är mycket svag, jämfört med bilden med synligt ljus, saknar den lager och tredimensionalitet. Därför, för att bedöma det infraröda värmefördelningsfältet för det uppmätta målet mer effektivt under den faktiska driften, används ofta vissa hjälpåtgärder för att öka instrumentets praktiska funktioner, såsom bildljusstyrka, kontrastkontroll, verklig standardkorrigering, falskt färgåtergivning och andra tekniker
Utvecklingen av värmekameror
År 1800 upptäckte den brittiske fysikern FW Huxel infraröd, vilket öppnade en bred väg för mänsklig tillämpning av infraröd teknik. Under första världskriget använde tyskarna infraröda bildväxlarrör som fotoelektriska omvandlingsenheter för att utveckla aktiva mörkerseende-enheter och infraröd kommunikationsutrustning, vilket lade grunden för utvecklingen av infraröd teknik.
Efter andra världskriget utvecklades den första generationen av infraröd bildutrustning för det militära området av Texas Instruments Corporation i USA efter nästan ett års utforskning. Det kallas Infrared Finding System (FLIR), som använder det optiska mekaniska systemet för att skanna den infraröda strålningen från det uppmätta målet. Fotondetektorn tar emot tecknen på tvådimensionell infraröd strålning, och efter fotoelektrisk omvandling och en serie instrumentbearbetning bildas en videobildsignal. Den ursprungliga formen av detta system är en icke-realtidsautomatisk temperaturfördelningsmätare. Senare, med utvecklingen av indiumantimonid och germaniumdopade kvicksilverfotondetektorer på 1950-talet, började höghastighetsskanning och realtidsvisning av måltermiska bilder dyka upp. systemet.
