赤外線温度計技術の最新応用に関する分析

赤外線温度計技術の最新応用に関する分析

赤外線温度計の温度測定原理は、物体から放射される赤外線の放射エネルギーを電気信号に変換することです。赤外線放射エネルギーの大きさは、物体自体の温度に対応しています。変換された電気信号の大きさに応じて、物体の温度を判定できます。赤外線温度測定技術は、熱変化のある表面の温度をスキャンして測定し、その温度分布画像を判定し、隠れた温度差をすばやく検出できるまでに発展しました。これが赤外線熱画像カメラです。赤外線熱画像カメラは、最初に軍事目的で使用されました。アメリカのTI社は、1999年に世界初の赤外線スキャン偵察システムを開発しました。それ以来、赤外線熱画像技術は、西側諸国の航空機、戦車、軍艦、その他の兵器に使用されてきました。偵察目標の熱照準システムとして、目標の捜索能力と攻撃能力が大幅に向上します。スウェーデンのAGA社が製造する赤外線熱画像カメラは、民間技術の主導的地位にあります。

赤外線温度計は、光学系、光電検出器、信号増幅器、信号処理、表示出力などの部品で構成されています。光学系は、視野内にターゲットの赤外線放射エネルギーを集めます。視野の大きさは、温度計の光学部品とその位置によって決まります。赤外線エネルギーは光検出器に焦点を合わせ、対応する電気信号に変換されます。信号は増幅器と信号処理回路を通過し、機器の内部処理アルゴリズムとターゲットの放射率に従って補正された後、測定対象の温度値に変換されます。

自然界では、絶対零度より高い温度を持つすべての物体は、周囲の空間に赤外線放射エネルギーを絶えず放射しています。物体の赤外線放射エネルギーの量と波長による分布は、その表面温度と密接に関係しています。したがって、物体自体が放射する赤外線エネルギーを測定することで、その表面温度を正確に測定できます。これが、赤外線放射温度測定の客観的な根拠です。

黒体は、エネルギーの反射や透過なしにすべての波長の放射エネルギーを吸収する理想的な放射体です。その表面放射率は1です。しかし、自然界に存在するほとんどすべての実際の物体は黒体ではありません。赤外線放射の分布規則を明らかにして得るためには、理論研究で適切なモデルを選択する必要があります。これがプランクが提唱した体腔放射の量子化振動子モデルです。プランクの黒体放射の法則、つまり波長で表された黒体スペクトル放射輝度が導き出されました。これがすべての赤外線放射理論の出発点であるため、黒体放射法則と呼ばれています。すべての実際の物体の放射量は、放射波長と物体の温度だけでなく、物体の材料の種類、準備方法、熱処理、表面状態、環境条件などの要因にも依存します。

赤外線温度測定は、ポイントバイポイント分析を採用しています。つまり、物体の局所領域の熱放射が単一の検出器に集中し、放射パワーが既知の物体の放射率を介して温度に変換されます。検出対象、測定範囲、使用機会が異なるため、赤外線温度計の外観設計と内部構造は異なりますが、光学系、光検出器、信号増幅器と信号処理、表示出力などの基本構造は一般的に似ています。その他の部品で構成されています。放射器から放射される赤外線。光学系に入ると、赤外線は変調器によって交流放射に変調され、次に検出器によって対応する電気信号に変換されます。信号は増幅器と信号処理回路を通過し、機器内のアルゴリズムとターゲットの放射率に従って補正された後、測定対象の温度値に変換されます。