Analýza moderných aplikácií technológie infračerveného teplomera
Princíp merania teploty infračerveného teplomera spočíva v premene energie žiarenia infračervených lúčov vyžarovaných objektom na elektrický signál. Veľkosť energie infračerveného žiarenia zodpovedá teplote samotného objektu. Podľa veľkosti prevedeného elektrického signálu možno určiť teplotu objektu. Technológia infračerveného merania teploty sa vyvinula do bodu, kedy dokáže snímať a merať teplotu povrchu s teplotnými zmenami, určiť jeho obraz rozloženia teploty a rýchlo odhaliť skryté teplotné rozdiely. Ide o infračervenú termovíznu kameru. Infračervené termovízne kamery boli prvýkrát použité v armáde. Americká spoločnosť TI vyvinula prvý infračervený skenovací prieskumný systém na svete v roku 1999. Odvtedy sa infračervená termovízna technológia používa v lietadlách, tankoch, vojnových lodiach a iných zbraniach v západných krajinách. , ako tepelný zameriavací systém pre prieskumné ciele, výrazne zlepšuje schopnosť vyhľadávať a zasahovať ciele. Infračervená termovízna kamera vyrábaná švédskou spoločnosťou AGA je na poprednom mieste v civilnej technike.
Infračervený teplomer pozostáva z optického systému, fotoelektrického detektora, zosilňovača signálu, spracovania signálu, výstupu na displej a ďalších častí. Optický systém zhromažďuje cieľovú energiu infračerveného žiarenia vo svojom zornom poli. Veľkosť zorného poľa je určená optickými časťami teplomera a ich polohami. Infračervená energia je zameraná na fotodetektor a premenená na zodpovedajúci elektrický signál. Signál prechádza cez zosilňovač a obvod na spracovanie signálu a po korekcii podľa interného algoritmu úpravy prístroja a podľa cieľovej emisivity sa prevedie na hodnotu teploty meraného cieľa.
V prírode všetky objekty s teplotou vyššou ako absolútna nula neustále vyžarujú energiu infračerveného žiarenia do okolitého priestoru. Množstvo energie infračerveného žiarenia objektu a jeho rozloženie podľa vlnovej dĺžky úzko súvisia s jeho povrchovou teplotou. Preto meraním infračervenej energie vyžarovanej samotným objektom možno presne zmerať jeho povrchovú teplotu. Toto je objektívny základ, na ktorom je založené meranie teploty infračerveného žiarenia.
Čierne teleso je idealizovaný žiarič, ktorý absorbuje energiu žiarenia všetkých vlnových dĺžok bez odrazu alebo prenosu energie. Jeho povrchová emisivita je 1. Avšak takmer všetky skutočné objekty existujúce v prírode nie sú čierne telesá. Na objasnenie a získanie pravidiel distribúcie infračerveného žiarenia je potrebné v teoretickom výskume vybrať vhodný model. Toto je kvantovaný oscilátorový model žiarenia telesnej dutiny navrhnutý Planckom. Bol odvodený Planckov zákon žiarenia čierneho telesa, teda spektrálne žiarenie čierneho telesa vyjadrené vlnovou dĺžkou. Toto je východiskový bod všetkých teórií infračerveného žiarenia, preto sa nazýva zákon žiarenia čierneho telesa. Množstvo žiarenia všetkých skutočných objektov závisí nielen od vlnovej dĺžky žiarenia a teploty objektu, ale aj od faktorov, akými sú typ materiálu, spôsob prípravy, tepelný proces, stav povrchu a podmienky prostredia objektu.
Infračervené meranie teploty využíva analýzu bod po bode, to znamená, že tepelné žiarenie lokálnej oblasti objektu je zamerané na jeden detektor a výkon žiarenia sa premieňa na teplotu prostredníctvom emisivity známeho objektu. Vzhľadom na rôzne objekty, ktoré sa majú detegovať, rozsahy merania a príležitosti použitia, vzhľad a vnútorná štruktúra infračervených teplomerov sa líšia, ale základné štruktúry sú vo všeobecnosti podobné, vrátane optických systémov, fotodetektorov, zosilňovačov signálu a spracovania signálu a výstupov displeja. zložené z iných častí. Infračervené žiarenie vyžarované žiaričom. Vstupom do optického systému je infračervené žiarenie modulátorom modulované na striedavé žiarenie a potom prevedené na zodpovedajúce elektrické signály pomocou detektora. Signál prechádza cez zosilňovač a obvod spracovania signálu a po korekcii podľa algoritmu v prístroji a emisivity cieľa sa prevádza na hodnotu teploty meraného cieľa.
