La teoria bàsica del termòmetre infrarojo
L'any 1672, es va descobrir que la llum del sol (llum blanca) es compon de llum de diversos colors i, al mateix temps, Newton va arribar a la famosa conclusió que la llum monocromàtica és de naturalesa més simple que la llum blanca. Utilitzant un prisma divisor de feix, la llum solar (llum blanca) es descompon en vermell, taronja, groc, verd, cian, blau, morat i altres llums monocromàtiques. L'any 1800, el físic britànic FW Huxell va descobrir la llum infraroja quan estudiava diversos colors de la llum des del punt de vista tèrmic. Quan estava estudiant la calor de diversos colors de la llum, va bloquejar deliberadament l'única finestra de l'habitació fosca amb una placa fosca i va obrir un forat rectangular a la placa i es va instal·lar un prisma que divideix el feix al forat. Quan la llum solar travessa el prisma, es descompone en bandes de llum de colors, i s'utilitza un termòmetre per mesurar la calor continguda en els diferents colors de les bandes de llum. Per comparar amb la temperatura ambient, Huxel va mesurar la temperatura ambient col·locant diversos termòmetres a prop de la banda de llum de color com a comparació. Durant l'experiment, va descobrir accidentalment un fenomen estrany: un termòmetre situat fora de la banda de llum vermella té un valor d'indicació més alt que altres temperatures interiors. Després d'assaig i error, aquesta zona anomenada d'alta temperatura amb més calor sempre es troba fora de la llum vermella a la vora de la banda de llum. Així que va anunciar que a més de la llum visible, la radiació emesa pel sol també té una "línia calenta" invisible que és invisible a l'ull humà. Aquesta "línia calenta" invisible es troba fora de la llum vermella i s'anomena llum infraroja. L'infrarojo és una ona electromagnètica de la mateixa naturalesa que les ones de ràdio i la llum visible. El descobriment de l'infraroig és un salt en la comprensió humana de la natura i obre un nou camí ampli per a la investigació, la utilització i el desenvolupament de la tecnologia infraroja.
La longitud d'ona dels raigs infrarojos està entre 0,76 i 100 μm. Segons el rang de longitud d'ona, es pot dividir en quatre categories: infraroig proper, infraroig mitjà, infraroig llunyà i infraroig extremadament llunyà. La seva posició en l'espectre continu de les ones electromagnètiques és l'àrea entre les ones de ràdio i la llum visible. . La radiació infraroja és la radiació d'ones electromagnètiques més extensa de la natura. Es basa en el moviment aleatori de molècules i àtoms de qualsevol objecte en l'entorn normal, i irradia constantment energia infraroja tèrmica, el moviment de molècules i àtoms. Com més intensa, més gran és l'energia de radiació, i viceversa, menor és l'energia de radiació.
Els objectes amb una temperatura superior a zero absolut irradiaran raigs infrarojos a causa del seu propi moviment molecular. Després que el senyal d'energia irradiat per l'objecte es converteixi en un senyal elèctric pel detector d'infrarojos, el senyal de sortida del dispositiu d'imatge pot simular completament la distribució espacial de la temperatura superficial de l'objecte escanejat en correspondència un a un. La imatge tèrmica corresponent a la distribució tèrmica a la superfície de l'objecte. Mitjançant aquest mètode, es poden realitzar imatges tèrmiques de llarga distància i mesurar la temperatura de l'objectiu, analitzar i jutjar. [1]
