Die grundlegende Theorie des Infrarot-Thermometers
1672 wurde entdeckt, dass Sonnenlicht (weißes Licht) aus Licht verschiedener Farben besteht, und gleichzeitig kam Newton zu der berühmten Schlussfolgerung, dass monochromatisches Licht von Natur aus einfacher ist als weißes Licht. Unter Verwendung eines Strahlteilerprismas wird das Sonnenlicht (weißes Licht) in rotes, oranges, gelbes, grünes, cyanfarbenes, blaues, violettes und anderes monochromatisches Licht zerlegt. Im Jahr 1800 entdeckte der britische Physiker FW Huxell Infrarotlicht, als er verschiedene Lichtfarben aus thermischer Sicht untersuchte. Als er die Wärme verschiedener Lichtfarben untersuchte, blockierte er absichtlich das einzige Fenster des dunklen Raums mit einer dunklen Platte und öffnete ein rechteckiges Loch in der Platte, und in dem Loch wurde ein strahlteilendes Prisma installiert. Wenn Sonnenlicht durch das Prisma fällt, wird es in farbige Lichtbänder zerlegt, und mit einem Thermometer wird die in den verschiedenen Farben der Lichtbänder enthaltene Wärme gemessen. Zum Vergleich mit der Umgebungstemperatur hat Huxel die Umgebungstemperatur gemessen, indem er mehrere Thermometer zum Vergleich in die Nähe des farbigen Lichtbandes platziert hat. Während des Experiments entdeckte er zufällig ein merkwürdiges Phänomen: Ein außerhalb des roten Lichtbandes platziertes Thermometer hat einen höheren Anzeigewert als andere Innentemperaturen. Dieser sogenannte Hochtemperaturbereich mit der größten Hitze befindet sich nach Versuch und Irrtum immer außerhalb des Rotlichts ganz am Rand des Lichtbandes. So kündigte er an, dass neben dem sichtbaren Licht auch die von der Sonne abgegebene Strahlung eine unsichtbare „heiße Linie“ hat, die für das menschliche Auge unsichtbar ist. Diese unsichtbare „heiße Leitung“ befindet sich außerhalb des Rotlichts und wird als Infrarotlicht bezeichnet. Infrarot ist eine elektromagnetische Welle mit der gleichen Natur wie Radiowellen und sichtbares Licht. Die Entdeckung des Infrarots ist ein Sprung in das menschliche Verständnis der Natur und eröffnet einen neuen breiten Weg für die Erforschung, Nutzung und Entwicklung der Infrarottechnologie.
Die Wellenlänge von Infrarotstrahlen liegt zwischen 0,76 und 100 μm. Je nach Wellenlängenbereich kann es in vier Kategorien eingeteilt werden: nahes Infrarot, mittleres Infrarot, fernes Infrarot und extrem fernes Infrarot. Seine Position im kontinuierlichen Spektrum elektromagnetischer Wellen ist der Bereich zwischen Radiowellen und sichtbarem Licht. . Infrarotstrahlung ist die umfangreichste elektromagnetische Wellenstrahlung in der Natur. Es basiert auf der zufälligen Bewegung von Molekülen und Atomen eines beliebigen Objekts in der normalen Umgebung und strahlt ständig thermische Infrarotenergie, die Bewegung von Molekülen und Atomen, aus. Je intensiver, desto größer die Strahlungsenergie und umgekehrt, desto kleiner die Strahlungsenergie.
Objekte mit einer Temperatur über dem absoluten Nullpunkt strahlen aufgrund ihrer eigenen Molekularbewegung Infrarotstrahlen aus. Nachdem das von dem Objekt abgestrahlte Leistungssignal durch den Infrarotdetektor in ein elektrisches Signal umgewandelt wurde, kann das Ausgangssignal der Abbildungsvorrichtung die räumliche Verteilung der Oberflächentemperatur des abgetasteten Objekts vollständig in einer Eins-zu-Eins-Übereinstimmung simulieren. Das Wärmebild entspricht der Wärmeverteilung auf der Oberfläche des Objekts. Mit dieser Methode können Wärmebildaufnahmen über große Entfernungen und Temperaturmessungen des Ziels realisiert und analysiert und beurteilt werden. [1]
