Analiza suvremenih infracrvenih termometara
Princip mjerenja temperature infracrvenog termometra je pretvaranje infracrvene energije zračenja koju emituje objekat u električni signal. Veličina infracrvene energije zračenja odgovara temperaturi samog objekta. Prema veličini pretvorenog električnog signala može se odrediti temperatura objekta. Tehnologija infracrvenog mjerenja temperature razvijena je za skeniranje i mjerenje temperature površine s termičkim promjenama, određivanje njene slike raspodjele temperature i brzo otkrivanje skrivenih temperaturnih razlika. Ovo je infracrvena termalna kamera. Infracrvene termovizijske kamere su prvi put korištene u vojsci. 2019. godine, TI Corporation iz Sjedinjenih Država razvila je prvi svjetski izviđački sistem za infracrveno skeniranje. Kasnije je infracrvena termovizijska tehnologija sukcesivno korišćena u avionima, tenkovima, ratnim brodovima i drugom oružju u zapadnim zemljama, kao termički nišanski sistem za izviđačke ciljeve, umnogome poboljšava sposobnost pretraživanja i pogađanja ciljeva. Infracrvena termovizijska kamera koju proizvodi švedska kompanija AGA je na vodećoj poziciji u civilnoj tehnologiji.
Infracrveni termometar se sastoji od optičkog sistema, fotoelektričnog detektora, pojačivača signala, obrade signala, izlaza na ekranu i drugih delova. Optički sistem prikuplja ciljnu energiju infracrvenog zračenja u svom vidnom polju, a veličina vidnog polja određena je optičkim dijelovima termometra i njegovom pozicijom. Infracrvena energija se fokusira na fotodetektor i pretvara u odgovarajući električni signal. Signal prolazi kroz pojačalo i kolo za obradu signala i pretvara se u temperaturnu vrijednost mjerene mete nakon što se koriguje prema algoritmu unutrašnjeg tretmana instrumenta i emisivnosti mete.
U prirodi, svi objekti čija je temperatura viša od apsolutne nule neprestano emituju energiju infracrvenog zračenja u okolni prostor. Veličina energije infracrvenog zračenja objekta i njena distribucija prema talasnoj dužini imaju vrlo blisku vezu sa temperaturom njegove površine. Stoga se mjerenjem infracrvene energije koju zrači sam objekt može precizno odrediti temperatura njegove površine, što je objektivna osnova za mjerenje temperature infracrvenog zračenja.
Crno tijelo je idealizirani radijator, koji apsorbira sve valne dužine energije zračenja, nema refleksiju niti prijenos energije i ima emisivnost 1 na svojoj površini. Međutim, praktični predmeti u prirodi gotovo da i nisu crna tijela. Da bi se razjasnila i dobila distribucija infracrvenog zračenja, u teorijskom istraživanju mora se odabrati odgovarajući model. Ovo je kvantizirani oscilatorni model zračenja šupljine tijela koji je predložio Planck, pa je tako izveden zakon Planckovog zračenja crnog tijela, odnosno spektralnog zračenja crnog tijela izraženog talasnom dužinom, što je polazna tačka svih teorija infracrvenog zračenja, pa je zove se zakon zračenja crnog tijela. Količina zračenja svih stvarnih objekata ne zavisi samo od talasne dužine zračenja i temperature objekta, već i od vrste materijala koji čini objekat, metode pripreme, termičkog procesa, stanja površine i uslova okoline.
Infracrveno mjerenje temperature usvaja metodu analize točka-po-točku, to jest, toplinsko zračenje lokalnog područja objekta fokusira se na jedan detektor, a snaga zračenja se pretvara u temperaturu kroz emisivnost poznatog objekta. . Zbog različitih otkrivenih objekata, raspona mjerenja i prilika upotrebe, dizajn izgleda i unutrašnja struktura infracrvenih termometara su različiti, ali je osnovna struktura općenito slična, uglavnom uključujući optički sistem, fotodetektor, pojačalo signala i obradu signala, izlaz na ekranu i ostalo dijelovi. Infracrveno zračenje koje emituje radijator. Ulaskom u optički sistem, infracrveno zračenje se modulatorom modulira u naizmjenično zračenje, a detektor pretvara u odgovarajući električni signal. Signal prolazi kroz pojačalo i krug za obradu signala i pretvara se u temperaturnu vrijednost mjerene mete nakon što se koriguje prema algoritmu u instrumentu i ciljnoj emisivnosti.
