Análise de aplicações contemporâneas de termômetros infravermelhos
O princípio de medição de temperatura do termômetro infravermelho é converter a energia radiante infravermelha emitida pelo objeto em um sinal elétrico. O tamanho da energia radiante infravermelha corresponde à temperatura do próprio objeto. De acordo com o tamanho do sinal elétrico convertido, a temperatura do objeto pode ser determinada. A tecnologia de medição de temperatura por infravermelho foi desenvolvida para digitalizar e medir a temperatura da superfície com mudanças térmicas, determinar sua imagem de distribuição de temperatura e detectar rapidamente diferenças de temperatura ocultas. Este é o termovisor infravermelho. As câmeras termográficas infravermelhas foram usadas pela primeira vez nas forças armadas. Em 2019, a TI Corporation dos Estados Unidos desenvolveu o primeiro sistema de reconhecimento de varredura por infravermelho do mundo. Mais tarde, a tecnologia de imagem térmica infravermelha foi usada sucessivamente em aeronaves, tanques, navios de guerra e outras armas nos países ocidentais, como um sistema de mira térmica para alvos de reconhecimento, melhora muito a capacidade de procurar e atingir alvos. A câmera termográfica infravermelha produzida pela empresa sueca AGA ocupa uma posição de liderança em tecnologia civil.
O termômetro infravermelho é composto de sistema óptico, detector fotoelétrico, amplificador de sinal, processamento de sinal, saída de exibição e outras partes. O sistema óptico reúne a energia de radiação infravermelha alvo em seu campo de visão, e o tamanho do campo de visão é determinado pelas partes ópticas do termômetro e sua posição. A energia infravermelha é focada em um fotodetector e convertida em um sinal elétrico correspondente. O sinal passa pelo amplificador e circuito de processamento de sinal, e é convertido no valor de temperatura do alvo medido após ser corrigido de acordo com o algoritmo do tratamento interno do instrumento e da emissividade do alvo.
Na natureza, todos os objetos com temperatura superior ao zero absoluto estão constantemente emitindo energia de radiação infravermelha para o espaço circundante. O tamanho da energia da radiação infravermelha de um objeto e sua distribuição de acordo com o comprimento de onda têm uma relação muito próxima com a temperatura de sua superfície. Portanto, medindo a energia infravermelha irradiada pelo próprio objeto, sua temperatura de superfície pode ser determinada com precisão, que é a base objetiva para a medição da temperatura da radiação infravermelha.
Um corpo negro é um radiador idealizado, que absorve todos os comprimentos de onda da energia da radiação, não tem reflexão ou transmissão de energia e tem uma emissividade de 1 em sua superfície. No entanto, objetos práticos na natureza quase não são corpos negros. Para esclarecer e obter a distribuição da radiação infravermelha, um modelo apropriado deve ser selecionado na pesquisa teórica. Este é o modelo do oscilador quantizado da radiação da cavidade corporal proposto por Planck, assim Derivado da lei da radiação do corpo negro de Planck, ou seja, a radiância espectral do corpo negro expressa pelo comprimento de onda, que é o ponto de partida de todas as teorias da radiação infravermelha, por isso é chamada de lei da radiação do corpo negro. A quantidade de radiação de todos os objetos reais depende não apenas do comprimento de onda da radiação e da temperatura do objeto, mas também do tipo de material que constitui o objeto, do método de preparação, do processo térmico, do estado da superfície e das condições ambientais.
A medição de temperatura por infravermelho adota um método de análise ponto a ponto, ou seja, a radiação térmica de uma área local do objeto é focada em um único detector e a potência da radiação é convertida em temperatura por meio da emissividade do objeto conhecido . Devido aos diferentes objetos detectados, faixas de medição e ocasiões de uso, o design da aparência e a estrutura interna dos termômetros infravermelhos são diferentes, mas a estrutura básica é geralmente semelhante, incluindo principalmente sistema óptico, fotodetector, amplificador de sinal e processamento de sinal, saída de exibição e outros peças. Radiação infravermelha emitida por um radiador. Entrando no sistema óptico, a radiação infravermelha é modulada em radiação alternada pelo modulador e convertida em um sinal elétrico correspondente pelo detector. O sinal passa pelo amplificador e pelo circuito de processamento de sinal e é convertido no valor de temperatura do alvo medido após ser corrigido de acordo com o algoritmo do instrumento e a emissividade do alvo.
