Anwendungsanalyse moderner Infrarot-Thermometer
Das Temperaturmessprinzip des Infrarot-Thermometers besteht darin, die vom Objekt emittierte Infrarot-Strahlungsenergie in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Die Größe der Infrarotstrahlungsenergie entspricht der Temperatur des Objekts selbst. Anhand der Größe des umgewandelten elektrischen Signals kann die Temperatur des Objekts bestimmt werden. Die Infrarot-Temperaturmesstechnologie wurde entwickelt, um die Temperatur der Oberfläche mit thermischen Veränderungen zu scannen und zu messen, ihr Temperaturverteilungsbild zu bestimmen und versteckte Temperaturunterschiede schnell zu erkennen. Dies ist die Infrarot-Wärmebildkamera. Infrarot-Wärmebildkameras wurden erstmals im Militär eingesetzt. Im Jahr 2019 entwickelte die TI Corporation aus den USA das weltweit erste Infrarot-Scanning-Aufklärungssystem. Später wurde die Infrarot-Wärmebildtechnologie in westlichen Ländern sukzessive in Flugzeugen, Panzern, Kriegsschiffen und anderen Waffen eingesetzt. Als thermisches Visiersystem für Aufklärungsziele verbessert sie die Fähigkeit, Ziele zu suchen und zu treffen, erheblich. Die Infrarot-Wärmebildkamera des schwedischen Unternehmens AGA nimmt eine führende Position in der zivilen Technologie ein.
Das Infrarot-Thermometer besteht aus einem optischen System, einem fotoelektrischen Detektor, einem Signalverstärker, einer Signalverarbeitung, einem Anzeigeausgang und anderen Teilen. Das optische System sammelt die Infrarotstrahlungsenergie des Ziels in seinem Sichtfeld, und die Größe des Sichtfelds wird durch die optischen Teile des Thermometers und seine Position bestimmt. Infrarotenergie wird auf einen Fotodetektor fokussiert und in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt. Das Signal durchläuft den Verstärker und die Signalverarbeitungsschaltung und wird in den Temperaturwert des gemessenen Ziels umgewandelt, nachdem es entsprechend dem Algorithmus der internen Behandlung des Instruments und dem Emissionsgrad des Ziels korrigiert wurde.
In der Natur geben alle Objekte mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt ständig Infrarotstrahlungsenergie an den umgebenden Raum ab. Die Größe der Infrarotstrahlungsenergie eines Objekts und seine Verteilung nach Wellenlänge stehen in engem Zusammenhang mit seiner Oberflächentemperatur. Daher kann durch die Messung der vom Objekt selbst abgestrahlten Infrarotenergie seine Oberflächentemperatur genau bestimmt werden, was die objektive Grundlage für die Messung der Infrarotstrahlungstemperatur darstellt.
Ein schwarzer Körper ist ein idealisierter Strahler, der alle Wellenlängen der Strahlungsenergie absorbiert, keine Energiereflexion oder -übertragung aufweist und auf seiner Oberfläche einen Emissionsgrad von 1 aufweist. Praktische Objekte in der Natur sind jedoch fast keine schwarzen Körper. Um die Verteilung der Infrarotstrahlung aufzuklären und zu erhalten, muss in der theoretischen Forschung ein geeignetes Modell ausgewählt werden. Dies ist das von Planck vorgeschlagene quantisierte Oszillatormodell der Körperhöhlenstrahlung. Daraus wurde das Gesetz der Schwarzkörperstrahlung von Planck abgeleitet, d nennt man das Gesetz der Schwarzkörperstrahlung. Die Strahlungsmenge aller tatsächlichen Objekte hängt nicht nur von der Strahlungswellenlänge und der Temperatur des Objekts ab, sondern auch von der Art des Materials, aus dem das Objekt besteht, der Herstellungsmethode, dem thermischen Prozess, dem Oberflächenzustand und den Umgebungsbedingungen.
Bei der Infrarot-Temperaturmessung wird eine Punkt-für-Punkt-Analysemethode verwendet, d. h. die Wärmestrahlung eines lokalen Bereichs des Objekts wird auf einen einzelnen Detektor fokussiert und die Strahlungsleistung wird durch den Emissionsgrad des bekannten Objekts in Temperatur umgewandelt . Aufgrund der unterschiedlichen erkannten Objekte, Messbereiche und Verwendungszwecke unterscheiden sich das Erscheinungsbild und die interne Struktur von Infrarot-Thermometern, die Grundstruktur ist jedoch im Allgemeinen ähnlich und umfasst hauptsächlich optisches System, Fotodetektor, Signalverstärker und Signalverarbeitung, Anzeigeausgang und anderes Teile. Von einem Strahler abgegebene Infrarotstrahlung. Beim Eintritt in das optische System wird die Infrarotstrahlung vom Modulator in Wechselstrahlung moduliert und vom Detektor in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt. Das Signal durchläuft den Verstärker und die Signalverarbeitungsschaltung und wird in den Temperaturwert des gemessenen Ziels umgewandelt, nachdem es entsprechend dem Algorithmus im Instrument und dem Emissionsgrad des Ziels korrigiert wurde.
