Infraqizil termometrning ishlash printsipi, tasnifi va zamonaviy qo'llanilishi
Infraqizil termometrning haroratni o'lchash printsipi ob'ekt (erigan po'lat kabi) tomonidan chiqarilgan infraqizil nurlarining nurlanish energiyasini elektr signaliga aylantirishdir. Infraqizil nurlanish energiyasining o'lchami ob'ektning haroratiga (masalan, erigan po'lat) mos keladi. , ob'ektning harorati (masalan, erigan po'lat) aniqlanishi mumkin. Termal o'zgarishlar bilan sirt haroratini skanerlash va o'lchash, uning harorat taqsimoti tasvirini aniqlash va yashirin harorat farqlarini tezda aniqlash uchun infraqizil haroratni o'lchash texnologiyasi ishlab chiqilgan. Bu infraqizil termal tasvirlagich. Infraqizil termal tasvirlash kameralari birinchi marta harbiy sohada ishlatilgan. 19 yil ichida AQShning TI korporatsiyasi dunyodagi birinchi infraqizil skanerlash razvedka tizimini ishlab chiqdi. Shundan so'ng, infraqizil termal tasvirlash texnologiyasi G'arb mamlakatlarida samolyotlar, tanklar, harbiy kemalar va boshqa qurollarda ketma-ket qo'llanila boshlandi, razvedka maqsadlari uchun termal ko'rish tizimi sifatida u nishonlarni qidirish va urish qobiliyatini sezilarli darajada yaxshiladi. Shvetsiyaning AGA kompaniyasi tomonidan ishlab chiqarilgan infraqizil termal tasvirlash kamerasi fuqarolik texnologiyasida etakchi o'rinni egallaydi. Biroq, infraqizil haroratni o'lchash texnologiyasini qanday qilib keng qo'llash hali ham muammo bo'lib qolmoqda. Bu tadqiqotga arziydigan amaliy mavzu.
Infraqizil termometr optik tizim, fotoelektrik detektor, signal kuchaytirgich, signalni qayta ishlash, displey chiqishi va boshqa qismlardan iborat. Optik tizim maqsadli infraqizil nurlanish energiyasini o'zining ko'rish maydonida to'playdi va ko'rish maydonining o'lchami termometrning optik qismlari va uning pozitsiyasi bilan belgilanadi. Infraqizil energiya fotodetektorga qaratilgan va mos keladigan elektr signaliga aylanadi. Signal kuchaytirgich va signalni qayta ishlash sxemasidan o'tadi va asbobning ichki ishlov berish algoritmiga va nishonning emissiyasiga muvofiq tuzatilgandan so'ng o'lchangan maqsadning harorat qiymatiga aylanadi.
Tabiatda harorat mutlaq noldan yuqori bo'lgan barcha jismlar doimo infraqizil nurlanish energiyasini atrofdagi kosmosga chiqaradi. Ob'ektning infraqizil nurlanish energiyasining kattaligi va uning to'lqin uzunligi bo'yicha taqsimlanishi - uning sirt harorati bilan juda yaqin aloqada. Shuning uchun, ob'ektning o'zi tomonidan tarqaladigan infraqizil energiyani o'lchash orqali uning sirt harorati aniq aniqlanishi mumkin, bu infraqizil nurlanish haroratini o'lchash uchun ob'ektiv asosdir.
Qora tana ideallashtirilgan radiator bo'lib, u nurlanish energiyasining barcha to'lqin uzunliklarini o'zlashtiradi, energiyani aks ettirmaydi va uzatmaydi va uning yuzasida 1 ga teng. Biroq, tabiatdagi amaliy ob'ektlar deyarli qora jismlar emas. Qinghe infraqizil nurlanishning tarqalish qonunini oldi va nazariy tadqiqotlarda Plank tomonidan taklif qilingan tana bo'shlig'i nurlanishining kvantlangan osilator modeli bo'lgan tegishli modelni tanlash kerak va shu bilan Plankning qora tana nurlanishi qonunini, ya'ni to'lqin uzunligi bilan ifodalangan qora tana. Barcha infraqizil nurlanish nazariyalarining boshlang'ich nuqtasi bo'lgan spektral nurlanish qora jismning nurlanishi qonuni deb ataladi. Barcha haqiqiy ob'ektlarning nurlanishi nafaqat radiatsiya to'lqin uzunligi va ob'ektning haroratiga, balki materialning turiga, tayyorlash usuliga va ob'ektning issiqlik jarayoniga ham bog'liq. Bu sirt holati va atrof-muhit sharoitlari kabi omillar bilan bog'liq. Shuning uchun qora jismning nurlanishi qonunini barcha amaliy ob'ektlarga taalluqli bo'lishi uchun moddiy xususiyatlar va sirt holatlariga bog'liq proportsional koeffitsientni, ya'ni emissiya qobiliyatini kiritish kerak. Bu koeffitsient haqiqiy ob'ektning issiqlik nurlanishining qora jismning nurlanishiga qanchalik yaqinligini va uning qiymati noldan 1 dan kichik qiymatga ega ekanligini ko'rsatadi. Nurlanish qonuniga ko'ra, materialning nurlanish qobiliyati ma'lum, har qanday ob'ektning infraqizil nurlanish xususiyatlari ma'lum. Emissiyaga ta'sir qiluvchi asosiy omillar quyidagilardir: material turi, sirt pürüzlülüğü, fizik va kimyoviy tuzilish va material qalinligi. Nishonning haroratini o'lchash uchun infraqizil nurlanish termometridan foydalanganda, avvalo, nishonning infraqizil nurlanishini uning diapazonida o'lchash kerak, so'ngra o'lchangan nishonning harorati termometr bilan hisoblanadi. Monoxromatik pirometrlar diapazondagi nurlanish miqdoriga proportsionaldir; ikki rangli pirometrlar ikkita banddagi radiatsiya miqdori nisbatiga proportsionaldir.
Infraqizil haroratni o'lchash nuqta-nuqta tahlil usulini qo'llaydi, ya'ni ob'ektning mahalliy hududining termal nurlanishi bitta detektorga qaratilgan va radiatsiya quvvati ma'lum ob'ektning emissiyasi orqali haroratga aylanadi. . Turli xil aniqlangan ob'ektlar, o'lchov diapazonlari va foydalanish holatlari tufayli infraqizil termometrlarning tashqi ko'rinishi va ichki tuzilishi har xil, ammo asosiy tuzilishi odatda o'xshash, asosan optik tizim, fotodetektor, signal kuchaytirgich va signalni qayta ishlash, displey chiqishi va boshqalar. qismlar. Radiator tomonidan chiqarilgan infraqizil nurlanish. Optik tizimga kirib, infraqizil nurlanish modulyator tomonidan o'zgaruvchan nurlanishga modulyatsiya qilinadi va detektor tomonidan mos keladigan elektr signaliga aylanadi. Signal kuchaytirgich va signalni qayta ishlash sxemasidan o'tadi va asbobdagi algoritmga va maqsadli emissiyaga muvofiq tuzatilgandan so'ng o'lchangan maqsadning harorat qiymatiga aylanadi.
