Anàlisi d'aplicacions dels termòmetres infrarojos moderns
El principi de mesura de la temperatura del termòmetre infrarojo és convertir l'energia radiant infraroja emesa per l'objecte en un senyal elèctric. La mida de l'energia radiant infraroja correspon a la temperatura del propi objecte. Segons la mida del senyal elèctric convertit, es pot determinar la temperatura de l'objecte. La tecnologia de mesura de temperatura per infrarojos s'ha desenvolupat per escanejar i mesurar la temperatura de la superfície amb canvis tèrmics, determinar la seva imatge de distribució de temperatura i detectar ràpidament les diferències de temperatura ocultes. Aquesta és la càmera tèrmica d'infrarojos. Les càmeres tèrmiques d'infrarojos es van utilitzar per primera vegada a l'exèrcit. El 2019, TI Corporation dels Estats Units va desenvolupar el primer sistema de reconeixement d'escaneig d'infrarojos del món. Més tard, la tecnologia d'imatge tèrmica infraroja es va utilitzar successivament en avions, tancs, vaixells de guerra i altres armes als països occidentals, com a sistema d'observació tèrmica per a objectius de reconeixement, millora molt la capacitat de cercar i colpejar objectius. La càmera d'imatge tèrmica d'infrarojos produïda per l'empresa sueca AGA ocupa una posició líder en tecnologia civil.
El termòmetre infrarojo es compon d'un sistema òptic, detector fotoelèctric, amplificador de senyal, processament de senyal, sortida de visualització i altres parts. El sistema òptic recull l'energia de la radiació infraroja objectiu al seu camp de visió, i la mida del camp de visió està determinada per les parts òptiques del termòmetre i la seva posició. L'energia infraroja es concentra en un fotodetector i es converteix en un senyal elèctric corresponent. El senyal passa per l'amplificador i el circuit de processament del senyal i es converteix en el valor de temperatura de l'objectiu mesurat després de ser corregit segons l'algorisme del tractament intern de l'instrument i l'emissivitat de l'objectiu.
A la natura, tots els objectes amb una temperatura superior al zero absolut emeten constantment energia de radiació infraroja a l'espai circumdant. La mida de l'energia de radiació infraroja d'un objecte i la seva distribució per longitud d'ona estan estretament relacionades amb la seva temperatura superficial. Per tant, mesurant l'energia infraroja irradiada pel propi objecte, es pot determinar amb precisió la seva temperatura superficial, que és la base objectiva per a la mesura de la temperatura de la radiació infraroja.
Un cos negre és un radiador idealitzat, que absorbeix totes les longituds d'ona d'energia de radiació, no té cap reflex ni transmissió d'energia i té una emissivitat d'1 a la seva superfície. Tanmateix, els objectes pràctics a la natura gairebé no són cossos negres. Per tal d'aclarir i obtenir la distribució de la radiació infraroja, s'ha de seleccionar un model adequat en la recerca teòrica. Aquest és el model d'oscil·lador quantificat de radiació de la cavitat corporal proposat per Planck, així es va derivar la llei de la radiació del cos negre de Planck, és a dir, la radiació espectral del cos negre expressada per la longitud d'ona, que és el punt de partida de totes les teories de radiació infraroja, per la qual cosa és anomenada llei de la radiació del cos negre. La quantitat de radiació de tots els objectes reals depèn no només de la longitud d'ona de radiació i la temperatura de l'objecte, sinó també del tipus de material que constitueix l'objecte, el mètode de preparació, el procés tèrmic, l'estat de la superfície i les condicions ambientals.
La mesura de la temperatura infraroja adopta un mètode d'anàlisi punt per punt, és a dir, la radiació tèrmica d'una àrea local de l'objecte es centra en un sol detector i la potència de radiació es converteix en temperatura mitjançant l'emissivitat de l'objecte conegut. . A causa dels diferents objectes detectats, rangs de mesura i ocasions d'ús, el disseny de l'aparença i l'estructura interna dels termòmetres infrarojos són diferents, però l'estructura bàsica és generalment similar, incloent principalment el sistema òptic, el fotodetector, l'amplificador de senyal i el processament del senyal, la sortida de la pantalla i altres parts. Radiació infraroja emesa per un radiador. Entrant al sistema òptic, la radiació infraroja és modulada en radiació alterna pel modulador, i convertida en un senyal elèctric corresponent pel detector. El senyal passa a través de l'amplificador i el circuit de processament del senyal i es converteix en el valor de temperatura de l'objectiu mesurat després de ser corregit segons l'algorisme de l'instrument i l'emissivitat de l'objectiu.
