Analiza primjene modernih infracrvenih termometara
Princip mjerenja temperature infracrvenog termometra je pretvaranje energije infracrvenog zračenja koju emitira objekt u električni signal. Veličina energije infracrvenog zračenja odgovara temperaturi samog objekta. Prema veličini pretvorenog električnog signala može se odrediti temperatura objekta. Infracrvena tehnologija mjerenja temperature razvijena je za skeniranje i mjerenje temperature površine s toplinskim promjenama, određivanje njezine slike raspodjele temperature i brzo otkrivanje skrivenih temperaturnih razlika. Ovo je infracrvena termalna kamera. Infracrvene termovizijske kamere prvi put su korištene u vojsci. U 2019., TI Corporation iz Sjedinjenih Američkih Država razvila je prvi infracrveni skenirajući izviđački sustav na svijetu. Kasnije se tehnologija infracrvene toplinske slike sukcesivno koristila u zrakoplovima, tenkovima, ratnim brodovima i drugom oružju u zapadnim zemljama, kao sustav termičkog nišana za izviđanje ciljeva, uvelike poboljšava sposobnost pretraživanja i pogađanja ciljeva. Infracrvena termovizijska kamera koju proizvodi švedska tvrtka AGA zauzima vodeće mjesto u civilnoj tehnologiji.
Infracrveni termometar sastoji se od optičkog sustava, fotoelektričnog detektora, pojačala signala, obrade signala, izlaza zaslona i drugih dijelova. Optički sustav skuplja ciljnu energiju infracrvenog zračenja u svom vidnom polju, a veličina vidnog polja određena je optičkim dijelovima termometra i njegovim položajem. Infracrvena energija se fokusira na fotodetektor i pretvara u odgovarajući električni signal. Signal prolazi kroz pojačalo i krug za obradu signala, te se nakon korekcije prema algoritmu unutarnje obrade instrumenta i emisivnosti mete pretvara u temperaturnu vrijednost izmjerene mete.
U prirodi svi objekti s temperaturom višom od apsolutne nule neprestano emitiraju energiju infracrvenog zračenja u okolni prostor. Veličina energije infracrvenog zračenja objekta i njegova raspodjela po valnoj duljini usko su povezani s temperaturom njegove površine. Stoga se mjerenjem infracrvene energije koju zrači sam objekt može točno odrediti njegova površinska temperatura, što je objektivna osnova za mjerenje temperature infracrvenog zračenja.
Crno tijelo je idealizirani radijator, koji apsorbira sve valne duljine energije zračenja, nema refleksiju niti prijenos energije i ima emisivnost 1 na svojoj površini. Međutim, praktični objekti u prirodi gotovo da i nisu crna tijela. Da bi se razjasnila i dobila distribucija infracrvenog zračenja potrebno je u teoretskom istraživanju odabrati odgovarajući model. Ovo je model kvantiziranog oscilatora zračenja tjelesne šupljine koji je predložio Planck, čime je izveden zakon o zračenju Planckovog crnog tijela, odnosno spektralni radijans crnog tijela izražen valnom duljinom, što je početna točka svih teorija infracrvenog zračenja, pa je nazvan zakon zračenja crnog tijela. Količina zračenja svih stvarnih objekata ne ovisi samo o valnoj duljini zračenja i temperaturi objekta, već također o vrsti materijala od kojeg se sastoji predmet, metodi pripreme, toplinskom procesu, stanju površine i uvjetima okoline.
Infracrveno mjerenje temperature usvaja metodu analize od točke do točke, to jest, toplinsko zračenje lokalnog područja objekta fokusirano je na jedan detektor, a snaga zračenja se pretvara u temperaturu kroz emisivnost poznatog objekta. . Zbog različitih otkrivenih objekata, raspona mjerenja i prilika uporabe, dizajn izgleda i unutarnja struktura infracrvenih termometara su različiti, ali osnovna struktura je općenito slična, uglavnom uključujući optički sustav, fotodetektor, pojačalo signala i obradu signala, izlaz zaslona i drugo dijelovi. Infracrveno zračenje koje emitira radijator. Ulaskom u optički sustav, infracrveno zračenje modulatorom modulira u izmjenično zračenje, a detektorom ga pretvara u odgovarajući električni signal. Signal prolazi kroz pojačalo i krug za obradu signala, te se pretvara u temperaturnu vrijednost mjerenog cilja nakon što se ispravi prema algoritmu u instrumentu i ciljnoj emisivnosti.
