Çağdaş Kızılötesi Termometre Uygulamalarının Analizi
Kızılötesi termometrenin sıcaklık ölçüm prensibi, nesne tarafından yayılan kızılötesi radyant enerjiyi elektrik sinyaline dönüştürmektir. Kızılötesi ışıma enerjisinin boyutu, nesnenin kendisinin sıcaklığına karşılık gelir. Dönüştürülen elektrik sinyalinin boyutuna göre cismin sıcaklığı belirlenebilir. Kızılötesi sıcaklık ölçüm teknolojisi, termal değişimlerle yüzeyin sıcaklığını taramak ve ölçmek, sıcaklık dağılım görüntüsünü belirlemek ve gizli sıcaklık farklarını hızlı bir şekilde tespit etmek için geliştirilmiştir. Bu kızılötesi termal görüntüleyici. Kızılötesi termal görüntüleme kameraları ilk olarak orduda kullanıldı. 2019'da Amerika Birleşik Devletleri'nden TI Corporation, dünyanın ilk kızılötesi taramalı keşif sistemini geliştirdi. Daha sonra, kızılötesi termal görüntüleme teknolojisi, Batı ülkelerinde art arda uçaklarda, tanklarda, savaş gemilerinde ve diğer silahlarda keşif hedefleri için bir termal nişan sistemi olarak kullanıldı, hedefleri arama ve vurma yeteneğini büyük ölçüde geliştirdi. 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 alanında toplar ve görüş alanının boyutu, termometrenin optik parçaları ve konumu ile belirlenir. Kızılötesi enerji bir fotodetektöre odaklanır ve karşılık gelen bir elektrik sinyaline dönüştürülür. Sinyal, amplifikatör ve sinyal işleme devresinden geçer ve aletin dahili işleminin algoritmasına ve hedefin emisivitesine göre düzeltildikten sonra ölçülen hedefin sıcaklık değerine dönüştürülür.
Doğada, mutlak sıfırdan daha yüksek bir sıcaklığa sahip olan tüm nesneler, çevreleyen boşluğa sürekli olarak kızılötesi radyasyon enerjisi yayarlar. Bir nesnenin kızılötesi radyasyon enerjisinin boyutu ve dalga boyuna göre dağılımı, yüzey sıcaklığı ile çok yakın bir ilişkiye sahiptir. Bu nedenle, nesnenin kendisi tarafından yayılan kızılötesi enerjiyi ölçerek, yüzey sıcaklığı doğru bir şekilde belirlenebilir; bu, kızılötesi radyasyon sıcaklığı ölçümü için nesnel temeldir.
Siyah cisim, radyasyon enerjisinin tüm dalga boylarını emen, enerji yansıması veya iletimi olmayan ve yüzeyinde 1 emisyon değerine sahip olan idealleştirilmiş bir yayıcıdır. Ancak doğadaki pratik nesneler neredeyse siyah cisimler değildir. Kızılötesi radyasyonun dağılımını netleştirmek ve elde etmek için teorik araştırmalarda uygun bir model seçilmelidir. Bu, Planck tarafından önerilen vücut boşluğu radyasyonunun nicelleştirilmiş osilatör modelidir, böylece Planck'ın kara cisim radyasyonu yasasını, yani tüm kızılötesi radyasyon teorilerinin başlangıç noktası olan dalga boyu ile ifade edilen siyah cisim spektral ışımasını türetmiştir. kara cisim ışıması kanunu denir. Tüm gerçek nesnelerin radyasyon miktarı, yalnızca nesnenin radyasyon dalga boyuna ve sıcaklığına değil, aynı zamanda nesneyi oluşturan malzemenin türüne, hazırlama yöntemine, ısıl işleme, yüzey durumuna ve çevre koşullarına da bağlıdır.
Kızılötesi sıcaklık ölçümü noktadan noktaya bir analiz yöntemini benimser, yani nesnenin yerel bir bölgesinin termal radyasyonu tek bir dedektöre odaklanır ve radyasyon gücü bilinen nesnenin yayıcılığı yoluyla sıcaklığa dönüştürülür. . Farklı algılanan nesneler, ölçüm aralıkları ve kullanım durumları nedeniyle, kızılötesi termometrelerin görünüm tasarımı ve iç yapısı farklıdır, ancak esas olarak optik sistem, fotodetektör, sinyal yükseltici ve sinyal işleme, ekran çıkışı ve diğerlerini içeren temel yapı genel olarak benzerdir. parçalar. Bir radyatör tarafından yayılan kızılötesi radyasyon. Optik sisteme giren kızılötesi radyasyon, modülatör tarafından alternatif radyasyona modüle edilir ve detektör tarafından karşılık gelen bir elektrik sinyaline dönüştürülür. Sinyal, amplifikatör ve sinyal işleme devresinden geçerek cihazdaki algoritmaya ve hedef emisiviteye göre düzeltildikten sonra ölçülen hedefin sıcaklık değerine dönüştürülür.
