Infraqizil termometrlarning printsiplari va tasniflari qanday
1. Infraqizil printsipi
Harorati mutlaq noldan (-273 daraja) yuqori bo'lgan har qanday ob'ekt termal nurlanishni tashqariga chiqaradi. Ob'ekt haroratidagi farqlar nurlanish energiyasi va radiatsiya to'lqin uzunligining o'zgarishiga olib keladi, infraqizil nurlanish har doim spektrga kiradi. 1000 darajadan past bo'lgan ob'ektlar uchun infraqizil to'lqinlar termal nurlanishda dominant elektromagnit to'lqinlarni tashkil qiladi. Shuning uchun ob'ektga xos bo'lgan infraqizil nurlanishni o'lchash uning sirt haroratini aniq aniqlash imkonini beradi, bu infraqizil haroratni o'lchashning ob'ektiv asosi va asosiy printsipini tashkil qiladi.
Qora jism - to'lqin uzunliklari bo'ylab tushgan nurlanish energiyasini aks ettirmasdan yoki o'tkazmasdan o'zlashtiradigan ideal radiator, sirt emissiyasi 1. Biroq, deyarli barcha tabiiy ob'ektlar qora tan emas. Infraqizil nurlanishning tarqalish qonunlarini aniqlashtirish va miqdorini aniqlash uchun tadqiqot uchun nazariy model talab qilinadi. Plank bo'shliq nurlanishi uchun kvantlangan osilator modelini taklif qildi va qora jismlarning spektral nurlanishini to'lqin uzunligi bo'yicha belgilaydigan Plankning qora tanli nurlanish qonunini ishlab chiqdi. Barcha infraqizil nurlanish nazariyalarining asosi bo'lib xizmat qilgan holda, bu qora tanli nurlanish qonuni sifatida ham tanilgan.
Radiatsiya to'lqin uzunligi va ob'ekt haroratiga qo'shimcha ravishda, haqiqiy ob'ektlarning nurlanish chiqishi material turi, ishlov berish usullari, issiqlik tarixi, sirt sharoitlari va atrof-muhit omillaridan ta'sirlanadi. Qora jismning nurlanish qonunini amaliy ob'ektlarga qo'llash uchun materialning xususiyatlari va sirt sharoitlari bilan bog'liq proportsional koeffitsient, ya'ni emissiya qobiliyati kiritiladi. Bu koeffitsient 0 dan 1 gacha bo'lgan haqiqiy ob'ektning termal nurlanishi qora jismnikiga qanchalik yaqin ekanligini ko'rsatadi. Radiatsiya qonunlariga muvofiq, har qanday materialning infraqizil nurlanish xususiyatlarini uning emissiyasi ma'lum bo'lgandan keyin aniqlash mumkin. Emissiyaga ta'sir qiluvchi asosiy omillarga material turi, sirt pürüzlülüğü, fizik-kimyoviy tuzilishi va material qalinligi kiradi.
2. Infraqizil termometrlarning ishlash printsipi va tuzilishi
Tabiatda mutlaq noldan yuqori bo'lgan barcha ob'ektlar atrofdagi kosmosga doimiy ravishda infraqizil nurlanish chiqaradi. Ob'ektning infraqizil nurlanishining kattaligi va to'lqin uzunligi taqsimoti uning sirt harorati bilan chambarchas bog'liq. Shunday qilib, infraqizil nurlanish termometriyasining asosiy asosi bo'lgan ob'ektning o'z-o'zidan chiqadigan infraqizil energiyasini olish orqali sirt haroratini aniq o'lchashga erishish mumkin.
Infraqizil termometrlarning ishlash printsipi o'lchangan ob'ektlar (masalan, eritilgan po'lat) tomonidan chiqarilgan infraqizil nurlanish energiyasini elektr signallariga aylantirishdir. Infraqizil nurlanishning intensivligi to'g'ridan-to'g'ri ob'ektning haroratiga to'g'ri keladi va o'lchangan harorat konvertatsiya qilingan elektr signalining kuchi asosida aniqlanadi.
Infraqizil termometr optik tizim, fotoelektrik detektor, signal kuchaytirgich, signalni qayta ishlash bloki va displey chiqish modulidan iborat. Optik tizim ko'rish maydonidagi nishondan infraqizil nurlanish energiyasini to'playdi, uning qamrovi termometrning optik qismlari va joylashuvi bilan belgilanadi. Fokuslangan infraqizil energiya fotoelektrik detektor tomonidan proportsional elektr signallariga aylanadi. Kuchaytirish va maxsus sxemalar tomonidan qayta ishlashdan so'ng, signallar o'rnatilgan algoritmlar va maqsadli emissiya parametrlari orqali yakuniy o'lchangan harorat qiymatini chiqarish uchun kalibrlanadi.
Maqsadli haroratni infraqizil termometr bilan o'lchaganida, qurilma birinchi navbatda o'rnatilgan spektral diapazonda infraqizil nurlanishni ushlaydi va shunga mos ravishda maqsadli haroratni hisoblab chiqadi. Ishlash printsiplariga ko'ra, infraqizil termometrlar bir rangli termometrlarga va ikki rangli termometrlarga (nisbatan nurlanish termometrlari) bo'linadi. Bir rangli termometrlar haroratni bitta diapazondagi nurlanish intensivligiga mutanosib ravishda o'lchaydilar, ikki rangli termometrlar esa haroratni ikkita alohida spektral diapazonning nurlanish nisbati asosida hisoblaydi.
3. Infraqizil termometrlarni ishlab chiqish va tasnifi
Zamonaviy infraqizil haroratni o'lchash texnologiyasi haroratni taqsimlash tasvirlarini yaratish va yashirin harorat farqlarini samarali aniqlash uchun o'zgaruvchan haroratli sirtlarda termal aniqlashni skanerlashni qo'llab-quvvatlaydi, bu funksiya infraqizil termal tasvirchilar tomonidan amalga oshiriladi.
Infraqizil termal tasvirlash texnologiyasi dastlab harbiy texnikada qo'llanilgan. Texas Instruments (TI) dunyodagi birinchi infraqizil skanerlashni aniqlash tizimini ishlab chiqdi. O'shandan beri G'arb davlatlari harbiy platformalar, jumladan, samolyotlar, tanklar va harbiy kemalar uchun infraqizil termal tasvirlash texnologiyasini termal nishonga olish tizimlari sifatida keng qo'lladilar, bu esa nishonni qidirish va zarba berish qobiliyatini sezilarli darajada oshirdi.
Infraqizil haroratni o'lchash uskunalari odatda uch turga bo'linadi:
(1) Infraqizil nuqta termometrlari: portativ va qattiq o'rnatish modellarini o'z ichiga oladi;
(2) infraqizil skanerlar;
(3) Infraqizil termal tasvirlar.
