مبدأ الكشف عن الأشعة تحت الحمراء (كشف الأشعة تحت الحمراء)
جوهر الكشف عن الأشعة تحت الحمراء (الكشف عن الأشعة تحت الحمراء) في طريقة تكنولوجيا الاختبار غير المدمر هو الاستفادة من خصائص الأشعة تحت الحمراء للأشياء لطريقة تسجيل درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء غير المتصلة.
الأشعة تحت الحمراء هي نوع من الموجات الكهرومغناطيسية، مع موجات الراديو والضوء المرئي من نفس الطبيعة، الطول الموجي بين 0.76 ~ 100μm، وفقًا لنطاق الأطوال الموجية يمكن تقسيمها إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة، والأشعة تحت الحمراء المتوسطة، الأشعة تحت الحمراء البعيدة، الأشعة تحت الحمراء البعيدة، الأشعة تحت الحمراء البعيدة جدًا أربع فئات، وهي في الطيف المستمر للموجات الكهرومغناطيسية في منطقة موجات الراديو والضوء المرئي بين الموقع. الأشعة تحت الحمراء هي وجود طبيعي لمجموعة واسعة من الإشعاعات الكهرومغناطيسية، حيث يقوم أي جسم في بيئة منتظمة بإنتاج جزيئاته وذراته بحركة غير منتظمة، وتشع باستمرار طاقة الأشعة تحت الحمراء الحرارية، والجزيئات والذرات أكثر حركة كثافة، فكلما زادت طاقة الإشعاع، والعكس، قلت طاقة الإشعاع.
جميع درجات الحرارة في درجة الصفر (-273.15K درجة ) فوق الجسم، ستكون بسبب حركتها الجزيئية وتشع الأشعة تحت الحمراء باستمرار إلى الفضاء المحيط، وحجم طاقة الإشعاع تحت الأحمر للجسم وتوزيعها هناك علاقة وثيقة جدًا بين الأطوال الموجية ودرجة حرارة سطحه. من خلال كاشف الأشعة تحت الحمراء سيتم تحويل قوة إشارة إشعاع الجسم إلى إشارات كهربائية (على قياسات طاقة الأشعة تحت الحمراء الخاصة بالكائن)، ويمكن تحديد درجة حرارة السطح بدقة، أو يمكن من خلال إشارة الإخراج لجهاز التصوير أن تكون واحدة تمامًا - مراسلات فردية لمحاكاة مسح التوزيع المكاني لدرجة حرارة سطح الجسم، ومعالجتها بواسطة النظام الإلكتروني، وإرسالها إلى شاشة العرض، وتوزيع حرارة سطح الجسم لخريطة الصورة الحرارية المقابلة. يمكن لإشارات الإخراج محاكاة التوزيع المكاني لدرجة الحرارة على السطح الممسوح ضوئيًا بدقة واحدة إلى واحدة. باستخدام هذه الطريقة، يمكنك تحقيق هدف تصوير صور الحالة الحرارية لمسافات طويلة وقياس درجة الحرارة وتحليلها والحكم عليها، أي المبدأ الأساسي للكشف عن الأشعة تحت الحمراء.
قانون بلانك لإشعاع الجسم الأسود: الجسم الأسود هو جسم إشعاعي مثالي، فهو يمتص جميع الأطوال الموجية للطاقة الإشعاعية، ولا يوجد انعكاس وانتقال للطاقة، وانبعاثية سطحه هي 1. رغم عدم وجود جسم أسود حقيقي في الطبيعة، ولكن للتوضيح والحصول على قانون توزيع الأشعة تحت الحمراء في الدراسة النظرية يجب اختيار النموذج المناسب الذي طرحه بلانك لجسم إشعاع تجويف التكميم للنموذج الاهتزازي، ومن ثم اشتقاق الجسم الأسود لبلانك. ومن هنا اشتق قانون بلانك لإشعاع الجسم الأسود، والذي يتم التعبير عنه بالأطوال الموجية للإشعاع الطيفي للجسم الأسود، وهو نقطة البداية لجميع نظريات الأشعة تحت الحمراء، ويشار إليه بقانون إشعاع الجسم الأسود.
تقريبًا جميع الأشياء الفعلية الموجودة في الطبيعة ليست أجسامًا سوداء. كل إشعاع الجسم الفعلي بالإضافة إلى الطول الموجي للإشعاع ودرجة حرارة الجسم، ولكن أيضًا مع تكوين نوع مادة الجسم وطريقة التحضير والعملية الحرارية وكذلك حالة السطح والظروف البيئية وغيرها عوامل. ولذلك، لكي ينطبق قانون إشعاع الجسم الأسود على جميع الأجسام الحقيقية، يجب إدخال عامل القياس، وهو الانبعاثية، التي ترتبط بطبيعة المادة وحالة السطح. ويعبر هذا المعامل عن قرب الإشعاع الحراري لجسم حقيقي من إشعاع الجسم الأسود، وتتراوح قيمته بين الصفر وقيمة أقل من الواحد. وفقًا لقانون الإشعاع، بمجرد معرفة انبعاثية مادة ما، فإن خصائص الأشعة تحت الحمراء لأي جسم معروفة.
