Prinsip Kerja dan Penggunaan Termometer Inframerah
Teori Asas Inframerah
Pada tahun 1672, didapati bahawa cahaya matahari (cahaya putih) terdiri daripada cahaya pelbagai warna. Pada masa yang sama, Newton membuat kesimpulan bahawa cahaya monokromatik lebih mudah sifatnya berbanding cahaya putih. Gunakan prisma dichroic untuk menguraikan cahaya matahari (cahaya putih) kepada lampu monokromatik merah, oren, kuning, hijau, biru, biru, ungu, dll. Pada tahun 1800, ahli fizik British FW Huxel menemui sinar inframerah apabila dia mengkaji pelbagai lampu berwarna dari sudut pandangan terma. Apabila dia sedang mengkaji haba pelbagai warna cahaya, dia sengaja menghalang satu-satunya tingkap bilik gelap dengan plat gelap, dan membuka lubang segi empat tepat di dalam pinggan, dan prisma pembahagi rasuk dipasang di dalam lubang itu. Apabila cahaya matahari melalui prisma, ia terurai menjadi jalur cahaya berwarna, dan termometer digunakan untuk mengukur haba yang terkandung dalam warna berbeza dalam jalur cahaya. Untuk membandingkan dengan suhu ambien, Huxel menggunakan beberapa termometer yang diletakkan berhampiran jalur cahaya berwarna sebagai termometer perbandingan untuk mengukur suhu ambien. Semasa percubaan, dia secara tidak sengaja menemui fenomena aneh: termometer yang diletakkan di luar cahaya kemerahan mempunyai nilai yang lebih tinggi daripada suhu lain di dalam bilik. Melalui percubaan dan kesilapan, zon suhu tinggi yang paling panas ini sentiasa terletak di luar lampu merah di tepi jalur cahaya Z. Jadi dia mengumumkan bahawa selain cahaya boleh dilihat, terdapat juga "garisan panas "tidak dapat dilihat oleh mata manusia dalam sinaran yang dipancarkan oleh matahari. "garis panas" yang tidak kelihatan ini terletak di luar lampu merah dan dipanggil cahaya inframerah. Inframerah adalah sejenis gelombang elektromagnet, yang mempunyai intipati yang sama seperti gelombang radio dan cahaya yang boleh dilihat. Penemuan inframerah merupakan satu lonjakan dalam pemahaman manusia tentang alam semula jadi, dan ia telah membuka jalan luas baharu untuk penyelidikan, penggunaan dan pembangunan teknologi inframerah.
Panjang gelombang sinar inframerah adalah antara 0.76 dan 100 μm. Mengikut julat panjang gelombang, ia boleh dibahagikan kepada empat kategori: inframerah dekat, inframerah pertengahan, inframerah jauh dan inframerah jauh melampau. Kedudukannya dalam spektrum gelombang elektromagnet yang berterusan ialah kawasan antara gelombang radio dan cahaya yang boleh dilihat. . Sinaran inframerah adalah salah satu sinaran elektromagnet yang paling luas dalam alam semula jadi. Ia berdasarkan fakta bahawa mana-mana objek akan menghasilkan gerakan tidak sekata molekul dan atomnya sendiri dalam persekitaran konvensional, dan terus memancarkan tenaga inframerah terma, molekul dan atom. Semakin kuat pergerakan, semakin besar tenaga yang dipancarkan, dan sebaliknya, semakin kecil tenaga yang dipancarkan.
Objek dengan suhu di atas sifar akan memancarkan sinar inframerah disebabkan oleh pergerakan molekulnya sendiri. Selepas isyarat kuasa yang dipancarkan oleh objek ditukar kepada isyarat elektrik oleh pengesan inframerah, isyarat keluaran peranti pengimejan boleh sepenuhnya mensimulasikan taburan spatial suhu permukaan objek yang diimbas satu demi satu. Selepas diproses oleh sistem elektronik, ia dihantar ke skrin paparan dan memperoleh Imej haba yang sepadan dengan pengagihan haba pada permukaan objek. Menggunakan kaedah ini, adalah mungkin untuk merealisasikan pengimejan imej keadaan terma jarak jauh dan pengukuran suhu sasaran dan menganalisis dan menilai.
Prinsip Pengimejan Terma
Pengimej haba inframerah menggunakan pengesan inframerah, kanta objektif pengimejan optik dan sistem pengimbasan optik-mekanikal (teknologi satah fokus termaju semasa mengetepikan sistem pengimbasan optik-mekanikal) untuk menerima corak pengedaran tenaga sinaran inframerah sasaran yang diukur dan memantulkannya kepada penderia fotosensitif daripada pengesan inframerah. Pada elemen, antara sistem optik dan pengesan inframerah, terdapat mekanisme pengimbasan mekanikal optik (pencitra terma satah fokus tidak mempunyai mekanisme ini) untuk mengimbas imej terma inframerah objek yang diukur dan memfokus pada unit atau pengesan spektroskopi. Tenaga sinaran inframerah ditukar kepada isyarat elektrik oleh pengesan, dan imej terma inframerah dipaparkan pada skrin TV atau monitor selepas pemprosesan penguatan, penukaran atau isyarat video standard. Imej terma jenis ini sepadan dengan medan pengedaran haba pada permukaan objek; ia pada asasnya adalah taburan imej haba sinaran inframerah setiap bahagian objek sasaran yang diukur. Kerana isyarat sangat lemah, berbanding dengan imej cahaya yang boleh dilihat, ia tidak mempunyai lapisan dan tiga dimensi. Oleh itu, Untuk menilai medan pengagihan haba inframerah sasaran yang diukur dengan lebih berkesan semasa operasi sebenar, beberapa langkah tambahan sering digunakan untuk meningkatkan fungsi praktikal instrumen, seperti kecerahan imej, kawalan kontras, pembetulan standard sebenar, palsu. rendering warna dan teknologi lain
Pembangunan kamera pengimejan terma
Pada tahun 1800, ahli fizik British FW Huxel menemui inframerah, yang membuka jalan yang luas untuk aplikasi manusia teknologi inframerah. Dalam Perang Dunia I, orang Jerman menggunakan tiub penukar imej inframerah sebagai peranti penukaran fotoelektrik untuk membangunkan peranti penglihatan malam yang aktif dan peralatan komunikasi inframerah, yang meletakkan asas bagi pembangunan teknologi inframerah.
Selepas Perang Dunia Kedua, peranti pengimejan inframerah generasi pertama untuk bidang ketenteraan telah dibangunkan oleh Texas Instruments Corporation dari Amerika Syarikat selepas hampir setahun penerokaan. Ia dipanggil Sistem Pencarian Inframerah (FLIR), iaitu Menggunakan sistem mekanikal optik untuk mengimbas sinaran inframerah sasaran yang diukur. Pengesan foton menerima tanda-tanda sinaran inframerah dua dimensi, dan selepas penukaran fotoelektrik dan satu siri pemprosesan instrumen, isyarat imej video terbentuk. Bentuk asal sistem ini ialah perakam pengedaran suhu automatik bukan masa nyata. Kemudian, dengan pembangunan indium antimonide dan pengesan foton merkuri yang didopkan germanium pada tahun 1950-an, pengimbasan berkelajuan tinggi dan paparan masa nyata imej terma sasaran mula muncul. sistem.
