Aplikační analýza moderních infračervených teploměrů
Princip měření teploty infračerveného teploměru spočívá v přeměně infračervené zářivé energie vyzařované objektem na elektrický signál. Velikost infračervené zářivé energie odpovídá teplotě samotného objektu. Podle velikosti převedeného elektrického signálu lze určit teplotu předmětu. Technologie infračerveného měření teploty byla vyvinuta pro skenování a měření teploty povrchu s tepelnými změnami, určování obrazu jeho rozložení teploty a rychlou detekci skrytých teplotních rozdílů. Jedná se o infračervenou termokameru. Infračervené termovizní kamery byly poprvé použity v armádě. V roce 2019 společnost TI Corporation ze Spojených států vyvinula první infračervený skenovací průzkumný systém na světě. Později byla infračervená termovizní technologie postupně používána v letadlech, tancích, válečných lodích a dalších zbraních v západních zemích, jako tepelný zaměřovací systém pro průzkumné cíle, výrazně zlepšuje schopnost vyhledávat a zasahovat cíle. Infračervená termovizní kamera z produkce švédské společnosti AGA je na předním místě v civilní technice.
Infračervený teploměr se skládá z optického systému, fotoelektrického detektoru, zesilovače signálu, zpracování signálu, výstupu na displej a dalších částí. Optický systém shromažďuje cílovou energii infračerveného záření ve svém zorném poli a velikost zorného pole je určena optickými částmi teploměru a jeho polohou. Infračervená energie je soustředěna na fotodetektor a přeměněna na odpovídající elektrický signál. Signál prochází zesilovačem a obvodem zpracování signálu a po korekci podle algoritmu vnitřní úpravy přístroje a emisivity cíle je převeden na hodnotu teploty měřeného cíle.
V přírodě všechny objekty s teplotou vyšší než absolutní nula neustále vyzařují energii infračerveného záření do okolního prostoru. Velikost energie infračerveného záření objektu a jeho rozložení podle vlnové délky úzce souvisí s jeho povrchovou teplotou. Proto měřením infračervené energie vyzařované samotným objektem lze přesně určit jeho povrchovou teplotu, která je objektivním základem pro měření teploty infračerveného záření.
Černé těleso je idealizovaný zářič, který pohlcuje všechny vlnové délky energie záření, nemá odraz ani přenos energie a na svém povrchu má emisivitu 1. Praktické předměty v přírodě však téměř nejsou černá tělesa. Aby bylo možné objasnit a získat rozložení infračerveného záření, musí být v teoretickém výzkumu vybrán vhodný model. Toto je kvantovaný oscilátorový model záření tělesné dutiny navržený Planckem, tedy odvozený ze zákona Planckova záření černého tělesa, tedy spektrálního záření černého tělesa vyjádřeného vlnovou délkou, což je výchozí bod všech teorií infračerveného záření, takže je tzv. zákon záření černého tělesa. Množství záření všech skutečných objektů závisí nejen na vlnové délce záření a teplotě objektu, ale také na druhu materiálu tvořícího objekt, způsobu přípravy, tepelném procesu, stavu povrchu a podmínkách prostředí.
Infračervené měření teploty využívá metodu bodové analýzy, to znamená, že tepelné záření místní oblasti objektu je zaměřeno na jediný detektor a výkon záření se převádí na teplotu prostřednictvím emisivity známého objektu. . Vzhledem k různým detekovaným objektům, rozsahům měření a příležitostem použití se vzhled a vnitřní struktura infračervených teploměrů liší, ale základní struktura je obecně podobná, zejména zahrnuje optický systém, fotodetektor, zesilovač signálu a zpracování signálu, výstup displeje a další díly. Infračervené záření vyzařované zářičem. Infračervené záření, které vstupuje do optického systému, je modulátorem modulováno na střídavé záření a detektorem je převáděno na odpovídající elektrický signál. Signál prochází zesilovačem a obvodem zpracování signálu a po korekci podle algoritmu v přístroji a emisivity cíle je převeden na hodnotu teploty měřeného cíle.
