Kızılötesi termometre teknolojisinin modern uygulamalarına ilişkin analiz
Kızılötesi termometrenin sıcaklık ölçüm prensibi, bir nesnenin yaydığı kızılötesi ışınların radyant enerjisini elektrik sinyaline dönüştürmektir. Kızılötesi ışınım enerjisinin boyutu, nesnenin sıcaklığına karşılık gelir. Dönüştürülen elektrik sinyalinin boyutuna göre nesnenin sıcaklığı belirlenebilir. Kızılötesi sıcaklık ölçüm teknolojisi, termal değişimlerin olduğu bir yüzeyin sıcaklığını tarayıp ölçebilecek, sıcaklık dağılım görüntüsünü belirleyebilecek ve gizli sıcaklık farklarını hızlı bir şekilde tespit edebilecek noktaya gelmiştir. Bu bir kızılötesi termal görüntüleme kamerasıdır. Kızılötesi termal görüntüleme kameraları ilk olarak askeriyede kullanıldı. Amerikan TI Şirketi, 1999 yılında dünyanın ilk kızılötesi taramalı keşif sistemini geliştirdi. O tarihten bu yana kızılötesi termal görüntüleme teknolojisi, Batı ülkelerindeki uçaklarda, tanklarda, savaş gemilerinde ve diğer silahlarda kullanılıyor. Keşif hedefleri için termal nişan sistemi olarak, hedefleri arama ve vurma yeteneğini büyük ölçüde geliştirir. İsveçli AGA firmasının ürettiği kızılötesi termal görüntüleme kamerası sivil teknolojide lider konumdadır.
Kızılötesi termometre optik sistem, fotoelektrik dedektör, sinyal yükseltici, sinyal işleme, ekran çıkışı ve diğer parçalardan oluşur. Optik sistem, hedef kızılötesi radyasyon enerjisini görüş alanı içinde toplar. Görüş alanının boyutu termometrenin optik parçalarına ve bunların konumlarına göre belirlenir. Kızılötesi enerji fotodetektöre odaklanır ve ilgili elektrik sinyaline dönüştürülür. Sinyal amplifikatörden ve sinyal işleme devresinden geçer ve cihazın dahili işleme algoritmasına ve hedef emisyonuna göre düzeltildikten sonra ölçülen hedefin sıcaklık değerine dönüştürülür.
Doğada sıcaklığı mutlak sıfırın üzerinde olan tüm nesneler sürekli olarak çevredeki alana kızılötesi radyasyon enerjisi yayar. Bir cismin kızılötesi ışınım enerjisinin miktarı ve dalga boyuna göre dağılımı, o cismin yüzey sıcaklığıyla yakından ilişkilidir. Bu nedenle nesnenin kendisi tarafından yayılan kızılötesi enerji ölçülerek yüzey sıcaklığı doğru bir şekilde ölçülebilir. Kızılötesi radyasyon sıcaklığı ölçümünün dayandığı nesnel temel budur.
Siyah cisim, enerji yansıması veya iletimi olmadan tüm dalga boylarındaki radyant enerjiyi emen idealleştirilmiş bir radyatördür. Yüzey emisyonu 1'dir. Ancak doğada var olan gerçek nesnelerin neredeyse tamamı siyah cisimler değildir. Kızılötesi radyasyonun dağılım kurallarını açıklığa kavuşturmak ve elde etmek için teorik araştırmalarda uygun bir model seçilmelidir. Bu, Planck tarafından önerilen vücut boşluğu radyasyonunun nicelenmiş osilatör modelidir. Planck'ın siyah cisim radyasyonu kanunu türetildi, yani siyah cisim spektral parlaklığı dalga boyu olarak ifade edildi. Bu, tüm kızılötesi ışınım teorilerinin başlangıç noktasıdır, dolayısıyla buna kara cisim ışınımı yasası denir. Tüm gerçek nesnelerin radyasyon miktarı yalnızca nesnenin radyasyon dalga boyuna ve sıcaklığına değil aynı zamanda nesnenin malzeme türü, hazırlama yöntemi, ısıl işlem, yüzey durumu ve çevre koşulları gibi faktörlere de bağlıdır.
Kızılötesi sıcaklık ölçümü, nokta nokta analizi benimser; yani nesnenin yerel bir alanının termal radyasyonu tek bir dedektöre odaklanır ve radyasyon gücü, bilinen nesnenin emisyonu yoluyla sıcaklığa dönüştürülür. Algılanacak farklı nesneler, ölçüm aralıkları ve kullanım durumları nedeniyle kızılötesi termometrelerin görünüm tasarımı ve iç yapısı farklıdır, ancak optik sistemler, fotodedektörler, sinyal amplifikatörleri ve sinyal işleme ve ekran çıkışları dahil olmak üzere temel yapılar genellikle benzerdir. diğer parçalardan oluşur. Radyatör tarafından yayılan kızılötesi radyasyon. Optik sisteme giren kızılötesi radyasyon, modülatör tarafından alternatif radyasyona modüle edilir ve daha sonra dedektör tarafından karşılık gelen elektrik sinyallerine dönüştürülür. Sinyal amplifikatör ve sinyal işleme devresinden geçer ve cihazdaki algoritmaya ve hedef emisyonuna göre düzeltildikten sonra ölçülen hedefin sıcaklık değerine dönüştürülür.
