Prinsip kerja, klasifikasi dan aplikasi moden termometer inframerah
Prinsip pengukuran suhu termometer inframerah adalah untuk menukar tenaga sinaran sinaran inframerah yang dipancarkan oleh objek (seperti keluli cair) kepada isyarat elektrik. Saiz tenaga sinaran inframerah sepadan dengan suhu objek (seperti keluli cair) itu sendiri. , suhu sesuatu objek (seperti keluli lebur) boleh ditentukan. Teknologi pengukuran suhu inframerah telah dibangunkan untuk mengimbas dan mengukur suhu permukaan dengan perubahan haba, menentukan imej taburan suhunya, dan cepat mengesan perbezaan suhu tersembunyi. Ini ialah pengimej haba inframerah. Kamera pengimejan terma inframerah pertama kali digunakan dalam tentera. Dalam 19 tahun, TI Corporation dari Amerika Syarikat membangunkan sistem peninjauan imbasan inframerah pertama di dunia. Selepas itu, teknologi pengimejan terma inframerah secara berturut-turut digunakan dalam pesawat, kereta kebal, kapal perang dan senjata lain di negara-negara Barat, sebagai sistem penglihatan terma untuk sasaran peninjauan, ia telah meningkatkan keupayaan untuk mencari dan memukul sasaran. Kamera pengimejan terma inframerah yang dihasilkan oleh syarikat AGA Sweden berada di kedudukan utama dalam teknologi awam. Walau bagaimanapun, bagaimana untuk menjadikan teknologi pengukuran suhu inframerah digunakan secara meluas masih menjadi masalah. Ia adalah topik aplikasi yang layak untuk penyelidikan.
Termometer inframerah terdiri daripada sistem optik, pengesan fotoelektrik, penguat isyarat, pemprosesan isyarat, output paparan dan bahagian lain. Sistem optik mengumpul tenaga sinaran inframerah sasaran dalam bidang pandangannya, dan saiz medan pandangan ditentukan oleh bahagian optik termometer dan kedudukannya. Tenaga inframerah difokuskan pada pengesan foto dan ditukar kepada isyarat elektrik yang sepadan. Isyarat melalui penguat dan litar pemprosesan isyarat, dan ditukar kepada nilai suhu sasaran yang diukur selepas diperbetulkan mengikut algoritma rawatan dalaman instrumen dan emisitiviti sasaran.
Secara semula jadi, semua objek dengan suhu lebih tinggi daripada sifar mutlak sentiasa memancarkan tenaga sinaran inframerah ke ruang sekeliling. Magnitud tenaga sinaran inframerah sesuatu objek dan taburannya mengikut panjang gelombang - mempunyai hubungan yang sangat rapat dengan suhu permukaannya. Oleh itu, dengan mengukur tenaga inframerah yang dipancarkan oleh objek itu sendiri, suhu permukaannya boleh ditentukan dengan tepat, yang merupakan asas objektif untuk pengukuran suhu sinaran inframerah.
Badan hitam ialah radiator ideal, yang menyerap semua panjang gelombang tenaga sinaran, tidak mempunyai pantulan dan penghantaran tenaga, dan mempunyai emisiviti 1 pada permukaannya. Walau bagaimanapun, objek praktikal dalam alam semula jadi hampir bukan badan hitam. Qinghe memperoleh undang-undang pengedaran sinaran inframerah, dan dalam penyelidikan teori, model yang sesuai mesti dipilih, iaitu model pengayun terkuantisasi sinaran rongga badan yang dicadangkan oleh Planck, dan dengan itu memperoleh undang-undang sinaran badan hitam Planck, iaitu, jasad hitam yang dinyatakan dengan panjang gelombang Sinaran spektrum, yang merupakan titik permulaan semua teori sinaran inframerah, dipanggil undang-undang sinaran badan hitam. Sinaran semua objek sebenar bergantung bukan sahaja pada panjang gelombang sinaran dan suhu objek, tetapi juga pada jenis bahan, kaedah penyediaan, dan proses haba objek. Ia berkaitan dengan faktor seperti keadaan permukaan dan keadaan persekitaran. Oleh itu, untuk menjadikan undang-undang sinaran badan hitam terpakai kepada semua objek praktikal, pekali berkadar yang berkaitan dengan sifat bahan dan keadaan permukaan mesti diperkenalkan, iaitu emisiviti. Pekali ini mewakili seberapa dekat sinaran terma objek sebenar dengan sinaran jasad hitam, dan nilainya adalah antara sifar dan nilai kurang daripada 1. Mengikut undang-undang sinaran, selagi emisitiviti bahan adalah diketahui, ciri sinaran inframerah mana-mana objek diketahui. Faktor utama yang mempengaruhi emisitiviti ialah: jenis bahan, kekasaran permukaan, struktur fizikal dan kimia, dan ketebalan bahan. Apabila menggunakan termometer sinaran inframerah untuk mengukur suhu sasaran, pertama sekali adalah perlu untuk mengukur sinaran inframerah sasaran dalam julat jalurnya, dan kemudian suhu sasaran yang diukur dikira oleh termometer. Pirometer monokromatik adalah berkadar dengan jumlah sinaran dalam jalur; pyrometer dwi-warna adalah berkadar dengan nisbah jumlah sinaran dalam dua jalur.
Pengukuran suhu inframerah menggunakan kaedah analisis titik demi titik, iaitu sinaran terma kawasan setempat objek difokuskan pada pengesan tunggal, dan kuasa sinaran ditukar kepada suhu melalui pemancaran objek yang diketahui. . Oleh kerana objek yang dikesan, julat pengukuran dan masa penggunaan yang berbeza, reka bentuk penampilan dan struktur dalaman termometer inframerah adalah berbeza, tetapi struktur asas secara amnya serupa, terutamanya termasuk sistem optik, pengesan foto, penguat isyarat dan pemprosesan isyarat, output paparan dan lain-lain. bahagian. Sinaran inframerah yang dipancarkan oleh radiator. Memasuki sistem optik, sinaran inframerah dimodulasi kepada sinaran berselang-seli oleh modulator, dan ditukar kepada isyarat elektrik yang sepadan oleh pengesan. Isyarat melalui penguat dan litar pemprosesan isyarat, dan ditukar kepada nilai suhu sasaran yang diukur selepas diperbetulkan mengikut algoritma dalam instrumen dan pemancaran sasaran.
