Analýza moderních aplikací technologie infračervených teploměrů
Princip měření teploty infračerveného teploměru spočívá v přeměně zářivé energie infračervených paprsků emitovaných předmětem na elektrický signál. Velikost infračervené zářivé energie odpovídá teplotě samotného objektu. Podle velikosti převedeného elektrického signálu lze určit teplotu předmětu. Technologie infračerveného měření teploty se vyvinula do bodu, kdy dokáže snímat a měřit teplotu povrchu s tepelnými změnami, určit jeho obraz rozložení teploty a rychle detekovat skryté teplotní rozdíly. Jedná se o infračervenou termovizní kameru. Infračervené termovizní kamery byly poprvé použity v armádě. Americká společnost TI vyvinula první infračervený skenovací průzkumný systém na světě v roce 1999. Od té doby se infračervená termovizní technologie používá 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. Velikost zorného pole je určena optickými částmi teploměru a jejich polohami. Infračervená energie je soustředěna na fotodetektor a přeměněna na odpovídající elektrický signál. Signál prochází zesilovačem a obvodem pro zpracování signálu a po korekci podle interního algoritmu 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. Množství 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 změřit jeho povrchovou teplotu. To je objektivní základ, na kterém je založeno měření teploty infračerveného záření.
Černé těleso je idealizovaný zářič, který absorbuje zářivou energii všech vlnových délek bez odrazu nebo přenosu energie. Jeho povrchová emisivita je 1. Téměř všechny skutečné objekty existující v přírodě však nejsou černá tělesa. Pro objasnění a získání pravidel distribuce infračerveného záření je třeba v teoretickém výzkumu vybrat vhodný model. Toto je kvantovaný oscilátorový model záření tělesné dutiny navržený Planckem. Byl odvozen Planckův zákon záření černého tělesa, tedy spektrální záření černého tělesa vyjádřené ve vlnové délce. Toto je výchozí bod všech teorií infračerveného záření, proto se nazývá zákon záření černého tělesa. Množství záření všech skutečných objektů závisí nejen na vlnové délce záření a teplotě objektu, ale také na faktorech, jako je typ materiálu, způsob přípravy, tepelný proces, stav povrchu a okolní podmínky objektu.
Infračervené měření teploty využívá bod po bodu 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 objektům, které mají být detekovány, rozsahům měření a příležitostem použití, se vzhled a vnitřní struktura infračervených teploměrů liší, ale základní struktury jsou obecně podobné, včetně optických systémů, fotodetektorů, zesilovačů signálu a zpracování signálu a výstupů displeje. složený z dalších částí. Infračervené záření vyzařované zářičem. Infračervené záření, které vstupuje do optického systému, je modulátorem modulováno na střídavé záření a poté detektorem převáděno na odpovídající elektrické signály. Signál prochází zesilovačem a obvodem zpracování signálu a po korekci podle algoritmu v přístroji a emisivity cíle je převeden na hodnotu teploty měřeného cíle.
