Die grundlegende Theorie des Infrarot-Thermometers
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 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 Fenster des dunklen Raums mit einer dunklen Platte, öffnete ein rechteckiges Loch in der Platte und installierte in dem Loch ein Strahlteilerprisma.
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 die von der Sonne ausgehende Strahlung neben dem sichtbaren Licht auch eine Art „Reiz“ habe, der für das menschliche Auge unsichtbar sei. Dieses unsichtbare „Stimulans“ befindet sich außerhalb des roten Lichts und wird Infrarot 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 kann man ihn in vier Kategorien einteilen: Nahinfrarot, Mittelinfrarot, Ferninfrarot und Extremferninfrarot. 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 normalen Umgebung seine eigenen unregelmäßigen molekularen und atomaren Bewegungen ausführt und kontinuierlich thermische Infrarotenergie ausstrahlt. Je intensiver die Bewegung von Molekülen und Atomen ist, desto größer ist die Strahlungsenergie und umgekehrt, desto kleiner ist die Strahlungsenergie.
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 und vom elektronischen System verarbeiten. und auf den Anzeigebildschirm übertragen, um ein Wärmebild zu erhalten, das der Wärmeverteilung der Objektoberfläche 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.
