Mis on infrapuna termomeetri põhimõte ja klassifikatsioon
1. Infrapunaprintsiip: seni, kuni mis tahes objekti temperatuur on kõrgem kui absoluutne null (-273 kraadi), kiirgub soojuskiirgus väljapoole. Objekti temperatuur on erinev, ka kiiratav energia on erinev ja kiirguslaine lainepikkus on samuti erinev. Infrapunakiirgus on aga alati kaasas. Objektide puhul, mille temperatuur on alla 1,000 Celsiuse kraadi, on kõige tugevama soojuskiirgusega elektromagnetlaine infrapunalained. Seetõttu saab objekti enda infrapunakiirguse mõõtmisega täpselt määrata selle pinnatemperatuuri. See on infrapuna termomeetri temperatuuri mõõtmise objektiivne alus ja aluspõhimõtted.
Must keha on idealiseeritud radiaator, mis neelab kõikide lainepikkustega kiirgusenergiat, millel puudub peegeldus ja energia ülekandmine ning mille pinnal on kiirgusvõime 1. Praktilised esemed looduses pole aga peaaegu mustad kehad. Infrapunakiirguse jaotusseaduse selgitamiseks ja saamiseks tuleb teoreetilises uurimistöös valida sobiv mudel. See on Plancki välja pakutud kehaõõne kiirguse kvantiseeritud ostsillaator See on kõigi infrapunakiirguse teooriate lähtepunkt, mistõttu seda nimetatakse musta keha kiirguse seaduseks.
Kõikide reaalsete objektide kiirgushulk ei sõltu mitte ainult kiirguse lainepikkusest ja objekti temperatuurist, vaid ka materjali tüübist, valmistusviisist, soojusloost, pinnaseisundist ja objekti keskkonnatingimustest. Seetõttu on musta keha kiirguse seaduse kohaldamiseks kõikidele reaalsetele objektidele vaja kehtestada materjali omaduste ja pinna olekuga seotud proportsionaalne koefitsient ehk kiirgusvõime. See koefitsient tähistab reaalse objekti soojuskiirguse ja musta keha kiirguse lähedustaset ning selle väärtus jääb vahemikku 0 kuni 1. Kiirgusseaduse kohaselt on nii kaua, kuni on teada materjali kiirgusvõime , saab teada mis tahes objekti infrapunakiirguse omadusi. Peamised lõnga kiirgust mõjutavad tegurid on: materjali tüüp, pinna karedus, füüsikaline ja keemiline struktuur ning materjali paksus.
2. Infrapunatermomeetri tööpõhimõte ja struktuur: Looduses kiirgavad kõik absoluutsest nullist kõrgema temperatuuriga objektid ümbritsevasse ruumi pidevalt infrapunakiirguse energiat. Objekti infrapunakiirguse energia suurus ja jaotus lainepikkuse järgi on väga tihedalt seotud selle pinnatemperatuuriga. Seetõttu saab objekti enda poolt kiirgavat infrapunaenergiat mõõtes täpselt määrata selle pinnatemperatuuri, mis on infrapunakiirguse temperatuuri mõõtmise objektiivseks aluseks.
Infrapunatermomeetri temperatuuri mõõtmise põhimõte seisneb objekti (näiteks sulaterase) kiiratavate infrapunakiirte kiirgusenergia muutmises elektrisignaaliks. Infrapunakiirguse energia suurus vastab objekti (näiteks sulaterase) enda temperatuurile. , saab määrata objekti (näiteks sulaterase) temperatuuri. Infrapunatermomeeter koosneb optilisest süsteemist, fotoelektrilisest detektorist, signaalivõimendist, signaalitöötlusest, kuvari väljundist ja muudest osadest. Optiline süsteem kogub sihtmärgiks oleva infrapunakiirguse energia oma vaatevälja ning vaatevälja suuruse määravad termomeetri optilised osad ja selle asukoht. Infrapunaenergia fokusseeritakse fotodetektorile ja muundatakse vastavaks elektrisignaaliks. Signaal läbib võimendi ja signaalitöötlusahela ning muudetakse pärast korrigeerimist mõõdetava objekti temperatuuri väärtuseks vastavalt instrumendi sisetöötluse algoritmile ja objekti kiirgusvõimele.
Kasutades sihtmärgi temperatuuri mõõtmiseks infrapunakiirguse termomeetrit, on kõigepealt vaja mõõta sihtmärgi infrapunakiirgust selle ribavahemikus ning seejärel arvutatakse termomeetri abil mõõdetava sihtmärgi temperatuur. Infrapunatermomeetrid võib põhimõtteliselt jagada ühevärvilisteks ja kahevärvilisteks (kiirguskolorimeetrilisteks termomeetriteks). Ühevärviline termomeeter on võrdeline sagedusriba kiirgusega; kahevärviline termomeeter on võrdeline kiirgusega kahes ribas. Kiirguse hulga suhe on võrdeline.
3. Infrapunatermomeetrite väljatöötamine ja klassifitseerimine: Infrapuna temperatuuri mõõtmise tehnoloogia on välja töötatud pinna skaneerimiseks ja mõõtmiseks termiliste muutustega, selle temperatuurijaotuse kujutise määramiseks ja varjatud temperatuurierinevuste kiireks tuvastamiseks. See on infrapuna termokaamera. Infrapuna-soojuskaameraid hakati kasutama sõjaväes. Ameerika Ühendriikide TI Corporation töötas välja maailma esimese infrapunaskaneerimise tuvastussüsteemi. Sellest ajast alates on infrapuna-termopildi tehnoloogiat pidevalt kasutatud lääneriikides õhusõidukites, tankides, sõjalaevades ja muudes relvades kui termosihikuid avastamise eesmärgil. Süsteem on oluliselt parandanud sihtmärkide otsimise ja tabamise võimet. Infrapunatermomeetrid liigitatakse laias laastus järgmiselt: (1) infrapuna-punkttermomeetrid: kaasaskantavad ja fikseeritud; (2) infrapunaskannerid; (3) infrapuna termokaamerad.
