Grundprinzipien von Infrarot-Thermometern
Im Jahr 1672 wurde entdeckt, dass Sonnenlicht (weißes Licht) aus Licht verschiedener Farben besteht. Gleichzeitig kam Newton zu dem Schluss, dass monochromatisches Licht einfacherer Natur ist als weißes Licht. Verwenden Sie ein dichroitisches Prisma, um Sonnenlicht (weißes Licht) in monochromatisches Licht in den Farben Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Blau, Lila usw. zu zerlegen. Im Jahr 1800 entdeckte der britische Physiker FW Huxel Infrarotstrahlen, als er verschiedene farbige Lichter untersuchte thermische Sicht. Als er die Wärme verschiedener Lichtfarben untersuchte, blockierte er absichtlich das erste Fenster des dunklen Raums mit einer dunklen Platte und öffnete ein rechteckiges Loch in der Platte, in das ein Strahlteilerprisma eingebaut wurde. Wenn Sonnenlicht durch das Prisma fällt, wird es in farbige Lichtbänder zerlegt und mit einem Thermometer wird die in den verschiedenen Farben in den Lichtbändern enthaltene Wärme gemessen. Zum Vergleich mit der Umgebungstemperatur verwendete Huxel mehrere in der Nähe des farbigen Lichtbandes platzierte Thermometer als Vergleichsthermometer zur Messung der Umgebungstemperatur. Während des Experiments entdeckte er zufällig ein seltsames Phänomen: Ein außerhalb des rötlichen Lichts platziertes Thermometer hatte einen höheren Wert als andere Temperaturen im Raum. Diese sogenannte Hochtemperaturzone mit der größten Hitze befindet sich nach Versuch und Irrtum immer außerhalb des roten Lichts am Rand des Lichtbandes. So verkündete er, dass es in der Strahlung der Sonne neben dem sichtbaren Licht auch ein für das menschliche Auge unsichtbares „rotes Licht“ gebe. Dieses unsichtbare „rote Licht“ befindet sich außerhalb des roten Lichts und wird Infrarotlicht genannt. Infrarot ist eine Art elektromagnetische Welle, die das gleiche Wesen wie Radiowellen und sichtbares Licht hat. Die Entdeckung von Infrarot ist ein Sprung im menschlichen Verständnis der Natur und hat einen neuen breiten Weg für die Forschung, Nutzung und Entwicklung der Infrarottechnologie eröffnet.
Die Wellenlänge von Infrarotstrahlen liegt zwischen 0,76 und 100 μm. Je nach Wellenlängenbereich lässt es sich in vier Kategorien einteilen: nahes Infrarot, mittleres Infrarot, fernes Infrarot und extremes Ferninfrarot. Seine Position im kontinuierlichen Spektrum elektromagnetischer Wellen ist der Bereich zwischen Radiowellen und sichtbarem Licht. . Infrarotstrahlung ist eine der umfangreichsten elektromagnetischen Strahlungen in der Natur. Es basiert auf der Tatsache, dass jedes Objekt in einer herkömmlichen Umgebung seine eigenen unregelmäßigen molekularen und atomaren Bewegungen erzeugt und kontinuierlich thermische Infrarotenergie, Moleküle und Atome ausstrahlt. Je intensiver die Bewegung, desto größer die abgestrahlte Energie und umgekehrt, desto geringer die abgestrahlte Energie.
Objekte mit einer Temperatur über Null strahlen aufgrund ihrer eigenen molekularen Bewegung Infrarotstrahlen aus. Nachdem das vom Objekt abgestrahlte Leistungssignal vom Infrarotdetektor in ein elektrisches Signal umgewandelt wurde, kann das Ausgangssignal des Bildgebungsgeräts die räumliche Verteilung der Oberflächentemperatur des gescannten Objekts nacheinander vollständig simulieren. Nach der Verarbeitung durch das elektronische System wird es auf den Bildschirm übertragen und das Wärmebild erhalten, das der Wärmeverteilung auf der Oberfläche des Objekts entspricht. Mit dieser Methode ist es möglich, die Bildgebung des thermischen Zustands über große Entfernungen und die Temperaturmessung des Ziels zu realisieren sowie zu analysieren und zu beurteilen.
