Tillämpningsanalys av moderna infraröda termometrar
Temperaturmätningsprincipen för den infraröda termometern är att omvandla den infraröda strålningsenergin som sänds ut av föremålet till en elektrisk signal. Storleken på den infraröda strålningsenergin motsvarar temperaturen på själva objektet. Beroende på storleken på den konverterade elektriska signalen kan temperaturen på föremålet bestämmas. Infraröd temperaturmätningsteknik har utvecklats för att skanna och mäta temperaturen på ytan med termiska förändringar, bestämma dess temperaturfördelningsbild och snabbt upptäcka dolda temperaturskillnader. Detta är den infraröda värmekameran. Infraröda värmekameror användes först inom militären. 2019 utvecklade TI Corporation i USA världens första infraröda scanningspaningssystem. Senare användes infraröd termisk bildteknik successivt i flygplan, stridsvagnar, krigsfartyg och andra vapen i västländer, som ett termiskt siktsystem för spaningsmål, det förbättrar avsevärt förmågan att söka och träffa mål. Den infraröda värmekameran som produceras av svenska AGA-företaget har en ledande position inom civil teknik.
Den infraröda termometern består av optiskt system, fotoelektrisk detektor, signalförstärkare, signalbehandling, displayutgång och andra delar. Det optiska systemet samlar in målenergin för infraröd strålning i sitt synfält, och storleken på synfältet bestäms av termometerns optiska delar och dess position. Infraröd energi fokuseras på en fotodetektor och omvandlas till en motsvarande elektrisk signal. Signalen passerar genom förstärkaren och signalbehandlingskretsen och omvandlas till temperaturvärdet för det uppmätta målet efter att ha korrigerats enligt algoritmen för den interna behandlingen av instrumentet och målets emissivitet.
I naturen sänder alla föremål med en temperatur som är högre än absolut noll konstant infraröd strålningsenergi till det omgivande rummet. Storleken på den infraröda strålningsenergin hos ett föremål och dess fördelning efter våglängd är nära relaterad till dess yttemperatur. Därför, genom att mäta den infraröda energin som utstrålas av objektet självt, kan dess yttemperatur bestämmas exakt, vilket är den objektiva grunden för temperaturmätning av infraröd strålning.
En svart kropp är en idealiserad radiator, som absorberar alla våglängder av strålningsenergi, har ingen reflektion eller överföring av energi och har en emissivitet på 1 på sin yta. Men praktiska föremål i naturen är nästan inte svarta kroppar. För att klargöra och få fram fördelningen av infraröd strålning måste en lämplig modell väljas i teoretisk forskning. Detta är den kvantiserade oscillatormodellen av kroppshålighetsstrålning som föreslagits av Planck, härledde alltså lagen för Plancks svarta kroppsstrålning, det vill säga den svarta kroppens spektralstrålning uttryckt av våglängd, vilket är utgångspunkten för alla teorier om infraröd strålning, så det är kallas lagen för svart kroppsstrålning. Strålningsmängden för alla faktiska föremål beror inte bara på strålningsvåglängden och objektets temperatur, utan också på typen av material som utgör föremålet, beredningsmetoden, den termiska processen, yttillståndet och miljöförhållandena.
Infraröd temperaturmätning antar en punkt-för-punkt analysmetod, det vill säga värmestrålningen från ett lokalt område av objektet fokuseras på en enda detektor, och strålningseffekten omvandlas till temperatur genom emissiviteten hos det kända objektet . På grund av de olika detekterade föremålen, mätområdena och användningstillfällena är utseendedesignen och den interna strukturen hos infraröda termometrar olika, men den grundläggande strukturen är i allmänhet likartad, huvudsakligen inklusive optiskt system, fotodetektor, signalförstärkare och signalbehandling, displayutgång och annat delar. Infraröd strålning som sänds ut av en radiator. När den kommer in i det optiska systemet, moduleras den infraröda strålningen till alternerande strålning av modulatorn och omvandlas till en motsvarande elektrisk signal av detektorn. Signalen passerar genom förstärkaren och signalbehandlingskretsen och omvandlas till temperaturvärdet för det uppmätta målet efter att ha korrigerats enligt algoritmen i instrumentet och målemissiviteten.
