ما هو المبدأ وتصنيف مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء؟
1. مبدأ الأشعة تحت الحمراء: أي كائن مع درجة حرارة أعلى * * الدرجات الصفر (-273) ينبعث من الإشعاع الحراري إلى الخارج. يؤدي الفرق في درجة حرارة الكائن إلى اختلاف في الطاقة المشعة والطول الموجي لموجة الإشعاع. ومع ذلك ، يتم تضمين إشعاع الأشعة تحت الحمراء دائمًا. بالنسبة للكائنات التي تقل عن ألف درجة مئوية ، فإن أقوى موجة كهرومغناطيسية تصل إلى الإشعاع الحراري هي موجة الأشعة تحت الحمراء. لذلك ، من خلال قياس الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء للكائن نفسه ، يمكن تحديد درجة حرارة المظهر بدقة. هذا هو الأساس الموضوعي والمبدأ الأساسي لقياس درجة حرارة مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء.
الشخص الأسود هو برعيد مثالي يمتص طاقة الإشعاع لجميع الأطوال الموجية دون أي انعكاس أو انتقال الطاقة ، وانبعاثه هو 1. ومع ذلك ، فإن جميع الأشياء الحقيقية تقريبًا في العالم الطبيعي ليست أسودًا. من أجل توضيح قانون نشر الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء والحصول عليه ، يجب اختيار نموذج مناسب في الأبحاث النظرية. هذا هو نموذج المذبذب الكمي لإشعاع تجويف الجسم الذي اقترحه Planck ، الذي اشتق قانون Planck من إشعاع الجسم الأسود ، أي الإشعاع الطيفي للإشعاع الأسود المعبر عن الطول الموجي. هذه هي نقطة الانطلاق لجميع نظريات الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء ، وبالتالي يطلق عليها قانون إشعاع Blackbody.
يعتمد مستوى الإشعاع لجميع الكائنات الحقيقية ليس فقط على الطول الموجي للإشعاع ودرجة حرارة الكائن ، ولكن أيضًا على عوامل مثل نوع المواد المستخدمة لإنشاء الكائن وطرق التحضير والتاريخ الحراري والظهور والظروف. لذلك ، من أجل تطبيق قانون إشعاع Blackbody على جميع الأشياء الحقيقية ، من الضروري إدخال معامل التناسب المتعلق بخصائص المواد وحالات المظهر ، وهي الانبعاث. يمثل هذا المعامل مستوى القرب بين الإشعاع الحراري للكائنات الحقيقية والإشعاع الأسود ، مع قيمة بين {0}} و 1. وفقًا لقانون الإشعاع ، طالما أن انبعاث المادة معروف ، يمكن تحديد خصائص الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء لأي كائن. تشمل العوامل المهمة التي تؤثر على انبعاث الغزل نوع المادة ، وخشونة السطح ، والتخطيط الفيزيائي والكيميائي ، وسمك المادة.
2. مبدأ العمل وتخطيط مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء: في العالم الطبيعي ، تنبعث جميع الأشياء التي تحتوي على درجات حرارة أعلى من * * درجات الصفر باستمرار طاقة الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء في المساحة المحيطة. يرتبط حجم وطول موجة طاقة الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء للكائن ارتباطًا وثيقًا بدرجة حرارة مظهره. لذلك ، من خلال قياس طاقة الأشعة تحت الحمراء التي تشعها كائن نفسه ، يمكن تحديد درجة الحرارة الخارجية بدقة ، وهو الأساس الموضوعي لقياس درجة حرارة الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء.
يتمثل مبدأ قياس درجة الحرارة لمقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء في تحويل الطاقة الإشعاعية للأشعة تحت الحمراء المنبعثة بواسطة كائن (مثل الصلب المنصهر) إلى إشارة كهربائية. يتوافق حجم طاقة الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء مع درجة حرارة الكائن (مثل الصلب المنصهر) نفسه ، ويمكن تحديد درجة حرارة الكائن (مثل الصلب المنصهر) عن طريق التغير في حجم الإشارة الكهربائية. يتكون مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء من نظام بصري ، كاشف كهروضوئي ، مضخم إشارة ، عقاب معالجة الإشارات ، إخراج الأداء والإدارات الأخرى. يركز النظام البصري على طاقة الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء المستهدفة داخل مجال نظرته ، ويتم تحديد حجم مجال الرؤية بواسطة المكونات البصرية ومواقفها في مقياس الحرارة. تركز الطاقة بالأشعة تحت الحمراء على الكشف الضوئي وتحويلها إلى إشارات كهربائية مماثلة. يتم تضخيم الإشارة بواسطة مكبر للصوت ومعالجتها بواسطة دائرة عقوبة ، ثم يتم تحويلها إلى قيمة درجة حرارة الهدف بعد التصحيح بناءً على خوارزمية العلاج الداخلي للأداة والانبعاثات المستهدفة.
عند قياس درجة حرارة الهدف باستخدام مقياس حرارة الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء ، تتمثل الخطوة الأولى في قياس الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء للهدف داخل نطاق الطول الموجي ، ثم حساب درجة حرارة الهدف باستخدام قرص مقياس الحرارة. يمكن تقسيم مبدأ موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء إلى مقاييس حرارية أحادية اللون ومقاييس حرارية ذات ألوان (مقاييس حرارية ملونة للإشعاع). تتناسب مقاييس الحرارة أحادية اللون مع كمية الإشعاع داخل نطاق الطول الموجي ؛ يتناسب مقياس الحرارة المزدوج للألوان مع نسبة الإشعاع في شريطين.
3. نمو وتصنيف موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء: نمت مهارات قياس درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء إلى النقطة التي يمكنهم فيها مسح وقياس درجة حرارة الأسطح مع التغيرات الحرارية ، وتحديد صور انتشار درجة الحرارة ، واكتشاف اختلافات درجة الحرارة المخفية بسرعة. هذا هو التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء. بدأت تطبيق كاميرات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء ، وطورت الشركة الأمريكية TI أكبر نظام محقق المسح بالأشعة تحت الحمراء في العالم. في المستقبل ، تم استخدام مهارات التصوير الحرارية بالأشعة تحت الحمراء بشكل مستمر في الدول الغربية للطائرات والدبابات والسفن الحربية وغيرها من الأسلحة. كنظام رؤية حراري لأغراض المباحث ، فقد تحسن إلى حد كبير من القدرة على البحث عن الأهداف والكشط والضرب. يتم تصنيف مقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بشكل عام على النحو التالي: (1) موازين حرارة نقطة الأشعة تحت الحمراء: بما في ذلك الأنواع المحمولة والثابتة ؛ (2) الماسح الضوئي بالأشعة تحت الحمراء ؛ (3) الصور الحرارية بالأشعة تحت الحمراء.
