Η βασική θεωρία του υπέρυθρου θερμόμετρου

Το 1672 ανακαλύφθηκε ότι το φως του ήλιου (λευκό φως) είναι ένας συνδυασμός φωτός διαφόρων χρωμάτων και ο Newton έκανε το διάσημο συμπέρασμα ότι το μονοχρωματικό φως είναι απλούστερο στη φύση από το λευκό φως. Η χρήση διχρωικού πρίσματος στον ήλιο (λευκό φως) αναλύεται σε κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, μπλε, πορφυρό και άλλο μονοχρωματικό φως.

Το 1800, ο Βρετανός φυσικός FW Heusl ανακάλυψε υπέρυθρη ακτινοβολία όταν μελετά διάφορα έγχρωμα φώτα από ζεστό σημείο. Ενώ μελέτησε τη ζέστη διαφόρων χρωμάτων, σκόπιμα μπλοκάρει το μόνο παράθυρο στο σκοτεινό δωμάτιο με σκοτεινότερο πάνελ και άνοιξε μια ορθογώνια οπή στον πίνακα με ένα διχρωματικό πρίσμα μέσα. Όταν το ηλιακό φως περνά μέσα από το πρίσμα, αναλύεται σε χρωματιστές ζώνες και το θερμόμετρο χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ποσότητας θερμότητας στις διάφορες ζώνες της ζώνης. Για να συγκριθεί με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, η Husserl χρησιμοποίησε διάφορα θερμόμετρα κοντά στις έγχρωμες λωρίδες φωτός για να μετρήσει τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, σκόνταψε ένα περίεργο φαινόμενο: ένα θερμόμετρο τοποθετημένο έξω από την κόκκινη ζώνη φωτός, υψηλότερο από την ένδειξη οποιασδήποτε άλλης θερμοκρασίας στο δωμάτιο. Μετά από επανειλημμένες δοκιμές, η λεγόμενη ζώνη υψηλής θερμοκρασίας υψηλής θερμοκρασίας, πάντα στην άκρη του φωτός έξω από το κόκκινο φως. Έτσι ανακοίνωσε ότι εκτός από το ορατό φως που εκπέμπεται από τον ήλιο, υπάρχει ένα είδος αόρατης "ζεστής γραμμής", που δεν μπορεί να δει κανείς. Η αόρατη "θερμή γραμμή" βρίσκεται έξω από το κόκκινο φως και ονομάζεται υπέρυθρο φως. Το υπέρυθρο είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα με την ίδια φύση με τα ραδιοκύματα και το ορατό φως. Η ανακάλυψη της υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι ένα μεγάλο άλμα προς τα εμπρός στην κατανόηση της φύσης και ανοίγει ένα ολοκαίνουργιο ευρύ πεδίο έρευνας, αξιοποίησης και ανάπτυξης της υπέρυθρης τεχνολογίας.

Τα υπέρυθρα μήκη κύματος μεταξύ 0,76 ~ 100 μm, ανάλογα με την περιοχή μήκους κύματος, μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις κατηγορίες υπέρυθρων υπέρυθρων, μέσων υπερύθρων, υπέρυθρων, υπέρυθρων υπερύθρων, το ηλεκτρομαγνητικό τους φάσμα στο συνεχές φάσμα ραδιοκυμάτων στην περιοχή μεταξύ του ορατού φως . Η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι μια από τις πιο διαδεδομένες ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες στη φύση. Βασίζεται στην τυχαία μετακίνηση μορίων και ατόμων σε οποιοδήποτε αντικείμενο υπό κανονικές συνθήκες και εκπέμπει συνεχώς την θερμική υπέρυθρη ενέργεια, την κίνηση των μορίων και των ατόμων. Όσο πιο έντονη, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια της ακτινοβολίας, αντίθετα οι μικρότερες την ενέργεια ακτινοβολίας.

Αντικείμενα των οποίων η θερμοκρασία είναι πάνω από το απόλυτο μηδέν θα ακτινοβολούν το υπέρυθρο φως λόγω της δικής τους μοριακής κίνησης. Μετά τη μετατροπή του σήματος ισχύος που ακτινοβολείται από το αντικείμενο στο ηλεκτρικό σήμα μέσω του ανιχνευτή υπερύθρων, το σήμα εξόδου της συσκευής απεικόνισης μπορεί να προσομοιώνει πλήρως τη χωρική κατανομή της θερμοκρασίας της επιφάνειας του σαρωμένου αντικειμένου, το οποίο επεξεργάζεται από το ηλεκτρονικό σύστημα προς να μεταδοθεί στην οθόνη απεικόνισης για να αποκτήσει το αντίστοιχο θερμικό προφίλ της θερμικής εικόνας επιφάνειας αντικειμένου. Χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο, μπορούμε να επιτύχουμε τη θερμική απεικόνιση μεγάλης εμβέλειας της μέτρησης και της μέτρησης της θερμοκρασίας και της ανάλυσης για τον προσδιορισμό.