Análisis de aplicaciones de termómetros infrarrojos modernos
El principio de medición de temperatura del termómetro infrarrojo es convertir la energía radiante infrarroja emitida por el objeto en una señal eléctrica. El tamaño de la energía radiante infrarroja corresponde a la temperatura del propio objeto. Según el tamaño de la señal eléctrica convertida, se puede determinar la temperatura del objeto. La tecnología de medición de temperatura infrarroja se ha desarrollado para escanear y medir la temperatura de la superficie con cambios térmicos, determinar su imagen de distribución de temperatura y detectar rápidamente diferencias de temperatura ocultas. Esta es la cámara termográfica infrarroja. Las cámaras termográficas infrarrojas se utilizaron por primera vez en el ejército. En 2019, TI Corporation de los Estados Unidos desarrolló el primer sistema de reconocimiento de escaneo infrarrojo del mundo. Más tarde, la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas se utilizó sucesivamente en aviones, tanques, buques de guerra y otras armas en los países occidentales, como un sistema de observación térmica para objetivos de reconocimiento, mejora en gran medida la capacidad de buscar y alcanzar objetivos. La cámara termográfica infrarroja producida por la empresa sueca AGA ocupa una posición de liderazgo en tecnología civil.
El termómetro infrarrojo está compuesto por un sistema óptico, detector fotoeléctrico, amplificador de señal, procesamiento de señal, salida de pantalla y otras partes. El sistema óptico reúne la energía de radiación infrarroja objetivo en su campo de visión, y el tamaño del campo de visión está determinado por las partes ópticas del termómetro y su posición. La energía infrarroja se enfoca en un fotodetector y se convierte en una señal eléctrica correspondiente. La señal pasa a través del amplificador y el circuito de procesamiento de señales y se convierte en el valor de temperatura del objetivo medido después de corregirse de acuerdo con el algoritmo del tratamiento interno del instrumento y la emisividad del objetivo.
En la naturaleza, todos los objetos con una temperatura superior al cero absoluto emiten constantemente energía de radiación infrarroja al espacio circundante. El tamaño de la energía de radiación infrarroja de un objeto y su distribución por longitud de onda están estrechamente relacionados con la temperatura de su superficie. Por lo tanto, al medir la energía infrarroja radiada por el propio objeto, se puede determinar con precisión la temperatura de su superficie, que es la base objetiva para la medición de la temperatura de la radiación infrarroja.
Un cuerpo negro es un radiador idealizado, que absorbe todas las longitudes de onda de la energía de radiación, no tiene reflexión ni transmisión de energía y tiene una emisividad de 1 en su superficie. Sin embargo, los objetos prácticos en la naturaleza casi no son cuerpos negros. Para aclarar y obtener la distribución de la radiación infrarroja, se debe seleccionar un modelo apropiado en la investigación teórica. Este es el modelo de oscilador cuantizado de la radiación de la cavidad corporal propuesto por Planck, por lo que se deriva la ley de la radiación del cuerpo negro de Planck, es decir, la radiación espectral del cuerpo negro expresada por longitud de onda, que es el punto de partida de todas las teorías de la radiación infrarroja, por lo que es llamada la ley de la radiación del cuerpo negro. La cantidad de radiación de todos los objetos reales depende no solo de la longitud de onda de la radiación y la temperatura del objeto, sino también del tipo de material que constituye el objeto, el método de preparación, el proceso térmico, el estado de la superficie y las condiciones ambientales.
La medición de temperatura infrarroja adopta un método de análisis punto por punto, es decir, la radiación térmica de un área local del objeto se enfoca en un solo detector y la potencia de radiación se convierte en temperatura a través de la emisividad del objeto conocido. . Debido a los diferentes objetos detectados, rangos de medición y ocasiones de uso, el diseño de la apariencia y la estructura interna de los termómetros infrarrojos son diferentes, pero la estructura básica es generalmente similar, e incluye principalmente el sistema óptico, el fotodetector, el amplificador de señal y el procesamiento de señal, la salida de pantalla y otros. partes. Radiación infrarroja emitida por un radiador. Al ingresar al sistema óptico, la radiación infrarroja es modulada en radiación alterna por el modulador y convertida en una señal eléctrica correspondiente por el detector. La señal pasa a través del amplificador y el circuito de procesamiento de señales, y se convierte en el valor de temperatura del objetivo medido después de corregirse de acuerdo con el algoritmo del instrumento y la emisividad del objetivo.
