इन्फ्रारेड थर्मामीटर प्रौद्योगिकी के आधुनिक अनुप्रयोगों पर विश्लेषण
इन्फ्रारेड थर्मामीटर का तापमान माप सिद्धांत किसी वस्तु द्वारा उत्सर्जित अवरक्त किरणों की विकिरण ऊर्जा को विद्युत संकेत में परिवर्तित करना है। अवरक्त विकिरण ऊर्जा का आकार वस्तु के तापमान से मेल खाता है। परिवर्तित विद्युत संकेत के आकार के अनुसार, वस्तु का तापमान निर्धारित किया जा सकता है। इन्फ्रारेड तापमान माप तकनीक उस बिंदु तक विकसित हो गई है जहां यह थर्मल परिवर्तनों के साथ सतह के तापमान को स्कैन और माप सकता है, इसकी तापमान वितरण छवि निर्धारित कर सकता है, और छिपे हुए तापमान अंतर को तुरंत पता लगा सकता है। यह एक इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग कैमरा है। इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग कैमरों का इस्तेमाल सबसे पहले सेना में किया गया था। अमेरिकी टीआई कंपनी ने 1999 में दुनिया की पहली इन्फ्रारेड स्कैनिंग टोही प्रणाली विकसित की। तब से, पश्चिमी देशों में विमान, टैंक, युद्धपोतों और अन्य हथियारों में इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग तकनीक का उपयोग किया गया है।
इन्फ्रारेड थर्मामीटर में ऑप्टिकल सिस्टम, फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर, सिग्नल एम्पलीफायर, सिग्नल प्रोसेसिंग, डिस्प्ले आउटपुट और अन्य भाग शामिल होते हैं। ऑप्टिकल सिस्टम अपने दृश्य क्षेत्र के भीतर लक्ष्य अवरक्त विकिरण ऊर्जा को इकट्ठा करता है। दृश्य क्षेत्र का आकार थर्मामीटर के ऑप्टिकल भागों और उनकी स्थिति से निर्धारित होता है। अवरक्त ऊर्जा को फोटोडिटेक्टर पर केंद्रित किया जाता है और एक संबंधित विद्युत संकेत में परिवर्तित किया जाता है। संकेत एम्पलीफायर और सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट से गुजरता है, और उपकरण के आंतरिक उपचार एल्गोरिदम और लक्ष्य उत्सर्जन के अनुसार सुधार के बाद मापा लक्ष्य के तापमान मूल्य में परिवर्तित हो जाता है।
प्रकृति में, परम शून्य से अधिक तापमान वाली सभी वस्तुएं लगातार आसपास के स्थान में अवरक्त विकिरण ऊर्जा उत्सर्जित कर रही हैं। किसी वस्तु की अवरक्त विकिरण ऊर्जा की मात्रा और तरंगदैर्घ्य के अनुसार उसका वितरण उसके सतही तापमान से निकटता से संबंधित है। इसलिए, वस्तु द्वारा स्वयं विकीर्ण की गई अवरक्त ऊर्जा को मापकर, उसके सतही तापमान को सटीक रूप से मापा जा सकता है। यह वह वस्तुनिष्ठ आधार है जिस पर अवरक्त विकिरण तापमान माप आधारित है।
एक ब्लैक बॉडी एक आदर्श रेडिएटर है जो ऊर्जा प्रतिबिंब या संचरण के बिना सभी तरंग दैर्ध्य की विकिरण ऊर्जा को अवशोषित करता है। इसकी सतह उत्सर्जन क्षमता 1 है। हालांकि, प्रकृति में मौजूद लगभग सभी वास्तविक वस्तुएं ब्लैक बॉडी नहीं हैं। अवरक्त विकिरण के वितरण नियमों को स्पष्ट करने और प्राप्त करने के लिए, सैद्धांतिक अनुसंधान में एक उपयुक्त मॉडल का चयन किया जाना चाहिए। यह प्लैंक द्वारा प्रस्तावित शरीर गुहा विकिरण का क्वांटाइज्ड ऑसिलेटर मॉडल है। ब्लैक बॉडी रेडिएशन के प्लैंक के नियम की व्युत्पत्ति की गई, यानी तरंग दैर्ध्य में व्यक्त ब्लैक बॉडी स्पेक्ट्रल रेडिएशन। यह सभी अवरक्त विकिरण सिद्धांतों का प्रारंभिक बिंदु है, इसलिए इसे ब्लैक बॉडी रेडिएशन कानून कहा जाता है। सभी वास्तविक वस्तुओं की विकिरण मात्रा न केवल विकिरण तरंग दैर्ध्य और वस्तु के तापमान पर निर्भर करती है, बल्कि सामग्री के प्रकार, तैयारी विधि, थर्मल प्रक्रिया, सतह की स्थिति और वस्तु की पर्यावरणीय स्थिति जैसे कारकों पर भी निर्भर करती है।
अवरक्त तापमान माप बिंदु-दर-बिंदु विश्लेषण को अपनाता है, अर्थात, वस्तु के एक स्थानीय क्षेत्र का ऊष्मीय विकिरण एक एकल डिटेक्टर पर केंद्रित होता है, और विकिरण शक्ति ज्ञात वस्तु की उत्सर्जन क्षमता के माध्यम से तापमान में परिवर्तित हो जाती है। पता लगाए जाने वाले विभिन्न वस्तुओं, माप श्रेणियों और उपयोग के अवसरों के कारण, अवरक्त थर्मामीटरों की उपस्थिति डिजाइन और आंतरिक संरचना अलग-अलग होती है, लेकिन बुनियादी संरचनाएं आम तौर पर समान होती हैं, जिसमें ऑप्टिकल सिस्टम, फोटो डिटेक्टर, सिग्नल एम्पलीफायर और सिग्नल प्रोसेसिंग और डिस्प्ले आउटपुट शामिल हैं। अन्य भागों से बना है। एक रेडिएटर द्वारा उत्सर्जित अवरक्त विकिरण। ऑप्टिकल सिस्टम में प्रवेश करते हुए, अवरक्त विकिरण को मॉड्यूलेटर द्वारा वैकल्पिक विकिरण में मॉड्यूलेट किया जाता है, और फिर डिटेक्टर द्वारा संबंधित विद्युत संकेतों में परिवर्तित किया जाता है। संकेत एम्पलीफायर और सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट से गुजरता है,
