紅外線熱像儀的工作原理
1800年,英國物理學家赫歇爾發(fā)現(xiàn)了紅外線,這是一種電磁波。它在電磁波連續(xù)譜中的位置是無線電波和可見光之間的區(qū)域。紅外輻射是自然界中廣泛的電磁波輻射之一。它是基于任何物體都會產(chǎn)生自己的分子和原子在正常環(huán)境下不規(guī)則運動,不斷輻射熱紅外能量。分子和原子運動越劇烈,輻射能量越大,反之,輻射能量越小。溫度高于jue對零度的物體,由于自身的分子運動,會輻射出紅外線。
知名的普朗克定律表明,溫度、波長和能量之間存在一定的關(guān)系,紅外總能量隨著溫度的升高而迅速增加。隨著溫度的升高,峰值波長向短波方向移動。根據(jù)斯蒂芬·玻爾茲曼定律,當溫度變化時,紅外總能量與jue對溫度的四次方成正比,當溫度稍有變化時,總能量就會發(fā)生較大變化。
紅外線熱像儀利用紅外探測器和光學成像物鏡,接收被測目標的紅外輻射能量分布圖,并反射到紅外探測器的光敏元件上,從而獲得與物體表面熱分布場相對應的紅外熱像。通俗地說,紅外熱像儀就是將物體發(fā)出的不可見的紅外能量轉(zhuǎn)化為可見的熱像。圖像頂部的不同顏色代表被測物體的不同溫度。
紅外線熱像儀起初是為軍事目的而開發(fā)的。近年來,它迅速擴展到民用工業(yè)領域。自20世紀70年代以來,歐美一些發(fā)達國開始利用紅外熱像儀在各個領域進行探索。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,紅外熱像儀已經(jīng)發(fā)展成為一種很便攜的現(xiàn)場測試設備。由于紅外熱成像技術(shù)可以進行非接觸、高分辨率的溫度成像,生成高質(zhì)量的圖像,提供測量目標的眾多信息,彌補了人類肉眼觀察的不足,因此在電力系統(tǒng)、土木工程、汽車、冶金、石油化工等諸多行業(yè)得到了廣泛的應用,其未來的發(fā)展前景更加無限。
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