Analyse af moderne infrarøde termometerapplikationer
Temperaturmålingsprincippet for det infrarøde termometer er at konvertere den infrarøde strålingsenergi, der udsendes af objektet, til et elektrisk signal. Størrelsen af den infrarøde strålingsenergi svarer til selve objektets temperatur. I henhold til størrelsen af det konverterede elektriske signal kan temperaturen på objektet bestemmes. Infrarød temperaturmålingsteknologi er udviklet til at scanne og måle overfladens temperatur med termiske ændringer, bestemme dens temperaturfordelingsbillede og hurtigt detektere skjulte temperaturforskelle. Dette er det infrarøde termiske billedkamera. Infrarøde termiske kameraer blev først brugt i militæret. I 2019 udviklede TI Corporation i USA verdens første infrarøde scanning rekognosceringssystem. Senere blev infrarød termisk billedteknologi successivt brugt i fly, kampvogne, krigsskibe og andre våben i vestlige lande, som et termisk sigtesystem til rekognosceringsmål, det forbedrer i høj grad evnen til at søge og ramme mål. Det infrarøde termiske billedkamera produceret af det svenske AGA-firma er i en førende position inden for civil teknologi.
Det infrarøde termometer er sammensat af optisk system, fotoelektrisk detektor, signalforstærker, signalbehandling, displayudgang og andre dele. Det optiske system samler den infrarøde målenergi i sit synsfelt, og størrelsen af synsfeltet bestemmes af termometerets optiske dele og dets position. Infrarød energi fokuseres på en fotodetektor og omdannes til et tilsvarende elektrisk signal. Signalet passerer gennem forstærkeren og signalbehandlingskredsløbet og konverteres til temperaturværdien af det målte mål efter at være blevet korrigeret i henhold til algoritmen for den interne behandling af instrumentet og målets emissivitet.
I naturen udsender alle objekter med en temperatur højere end det absolutte nul konstant infrarød strålingsenergi til det omgivende rum. Størrelsen af den infrarøde strålingsenergi af et objekt og dets fordeling i henhold til bølgelængden har et meget tæt forhold til dets overfladetemperatur. Ved at måle den infrarøde energi, der udstråles af selve objektet, kan dets overfladetemperatur derfor bestemmes nøjagtigt, hvilket er det objektive grundlag for måling af infrarød strålingstemperatur.
En sort krop er en idealiseret radiator, som absorberer alle bølgelængder af strålingsenergi, har ingen refleksion eller transmission af energi og har en emissivitet på 1 på sin overflade. Praktiske genstande i naturen er dog næsten ikke sorte kroppe. For at klarlægge og opnå fordelingen af infrarød stråling skal der udvælges en passende model i teoretisk forskning. Dette er den kvantiserede oscillatormodel af kropshulrumsstråling foreslået af Planck, således afledt loven for Plancks sorte kropsstråling, det vil sige den sorte krops spektrale udstråling udtrykt ved bølgelængde, som er udgangspunktet for alle infrarøde strålingsteorier, så det er kaldet loven om sort kropsstråling. Strålingsmængden af alle faktiske objekter afhænger ikke kun af strålingsbølgelængden og objektets temperatur, men også af typen af materiale, der udgør objektet, fremstillingsmetoden, den termiske proces, overfladetilstanden og miljøforholdene.
Infrarød temperaturmåling vedtager en punkt-for-punkt analysemetode, det vil sige, at den termiske stråling af et lokalt område af objektet er fokuseret på en enkelt detektor, og strålingseffekten konverteres til temperatur gennem emissiviteten af det kendte objekt . På grund af de forskellige detekterede objekter, måleområder og brugsmuligheder er udseendedesignet og den interne struktur af infrarøde termometre anderledes, men den grundlæggende struktur er generelt ens, hovedsageligt inklusive optisk system, fotodetektor, signalforstærker og signalbehandling, displayoutput og andet dele. Infrarød stråling udsendt af en radiator. Ind i det optiske system moduleres den infrarøde stråling til vekslende stråling af modulatoren og omdannes til et tilsvarende elektrisk signal af detektoren. Signalet passerer gennem forstærkeren og signalbehandlingskredsløbet og konverteres til temperaturværdien af det målte mål efter at være blevet korrigeret i henhold til algoritmen i instrumentet og målemissionsevnen.
