इन्फ्रारेड थर्मामीटर का सिद्धांत एवं वर्गीकरण क्या है?
1. इन्फ्रारेड सिद्धांत: जब तक किसी वस्तु का तापमान परम शून्य (-273 डिग्री) से अधिक है, तब तक थर्मल विकिरण बाहर की ओर उत्सर्जित होता रहेगा। वस्तु का तापमान अलग होता है, उत्सर्जित ऊर्जा भी अलग होती है और विकिरण तरंग की तरंगदैर्घ्य भी अलग होती है। हालाँकि, अवरक्त विकिरण हमेशा शामिल होता है। 1,{3}} डिग्री सेल्सियस से नीचे की वस्तुओं के लिए, सबसे मजबूत ताप विकिरण वाली विद्युत चुम्बकीय तरंग अवरक्त तरंगें होती हैं। इसलिए, वस्तु के अवरक्त विकिरण की माप से ही उसकी सतह का तापमान सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है। यह इन्फ्रारेड थर्मामीटर तापमान माप आधार का उद्देश्य आधार और बुनियादी सिद्धांत है।
एक ब्लैक बॉडी एक आदर्श रेडिएटर है, जो सभी तरंग दैर्ध्य की विकिरण ऊर्जा को अवशोषित करता है, इसमें ऊर्जा का कोई प्रतिबिंब और संचरण नहीं होता है, और इसकी सतह पर 1 की उत्सर्जन क्षमता होती है। हालाँकि, प्रकृति में व्यावहारिक वस्तुएँ लगभग काले शरीर नहीं हैं। अवरक्त विकिरण के वितरण कानून 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 परिमाणित थरथरानवाला है। यह सभी अवरक्त विकिरण सिद्धांतों का प्रारंभिक बिंदु है, इसलिए इसे ब्लैक बॉडी विकिरण का नियम कहा जाता है।
सभी वास्तविक वस्तुओं की विकिरण मात्रा न केवल विकिरण तरंग दैर्ध्य और वस्तु के तापमान पर निर्भर करती है, बल्कि वस्तु के भौतिक प्रकार, तैयारी विधि, थर्मल इतिहास, सतह की स्थिति और पर्यावरणीय स्थितियों पर भी निर्भर करती है। इसलिए, सभी वास्तविक वस्तुओं पर ब्लैक बॉडी विकिरण के नियम को लागू करने के लिए, सामग्री के गुणों और सतह की स्थिति, यानी उत्सर्जन से संबंधित आनुपातिक गुणांक पेश करना आवश्यक है। यह गुणांक वास्तविक वस्तु के तापीय विकिरण और काले शरीर के विकिरण के बीच निकटता के स्तर को दर्शाता है, और इसका मान 0 और 1 के बीच है। विकिरण के नियम के अनुसार, जब तक सामग्री की उत्सर्जन क्षमता ज्ञात होती है , किसी भी वस्तु की अवरक्त विकिरण विशेषताओं को जाना जा सकता है। यार्न की उत्सर्जन क्षमता को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं: सामग्री का प्रकार, सतह का खुरदरापन, भौतिक और रासायनिक संरचना और सामग्री की मोटाई।
2. इन्फ्रारेड थर्मामीटर का कार्य सिद्धांत और संरचना: प्रकृति में, परम शून्य से अधिक तापमान वाली सभी वस्तुएं लगातार आसपास के स्थान पर इन्फ्रारेड विकिरण ऊर्जा उत्सर्जित कर रही हैं। किसी वस्तु की अवरक्त विकिरण ऊर्जा के आकार और तरंग दैर्ध्य के अनुसार उसके वितरण का उसकी सतह के तापमान से बहुत करीबी संबंध होता है। इसलिए, वस्तु द्वारा उत्सर्जित अवरक्त ऊर्जा को मापकर, उसकी सतह का तापमान सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है, जो अवरक्त विकिरण तापमान माप का उद्देश्य आधार है।
इन्फ्रारेड थर्मामीटर का तापमान माप सिद्धांत वस्तु (जैसे पिघला हुआ स्टील) द्वारा उत्सर्जित इन्फ्रारेड किरणों की उज्ज्वल ऊर्जा को विद्युत संकेत में बदलना है। अवरक्त दीप्तिमान ऊर्जा का आकार वस्तु के तापमान (जैसे पिघला हुआ स्टील) से मेल खाता है। , वस्तु का तापमान (जैसे पिघला हुआ स्टील) निर्धारित किया जा सकता है। इन्फ्रारेड थर्मामीटर ऑप्टिकल सिस्टम, फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर, सिग्नल एम्पलीफायर, सिग्नल प्रोसेसिंग, डिस्प्ले आउटपुट और अन्य भागों से बना है। ऑप्टिकल प्रणाली अपने दृश्य क्षेत्र में लक्ष्य अवरक्त विकिरण ऊर्जा एकत्र करती है, और दृश्य क्षेत्र का आकार थर्मामीटर के ऑप्टिकल भागों और उसकी स्थिति से निर्धारित होता है। इन्फ्रारेड ऊर्जा को एक फोटोडिटेक्टर पर केंद्रित किया जाता है और संबंधित विद्युत सिग्नल में बदल दिया जाता है। सिग्नल एम्पलीफायर और सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट से होकर गुजरता है, और उपकरण के आंतरिक उपचार और वस्तु की उत्सर्जन क्षमता के एल्गोरिदम के अनुसार सही होने के बाद मापा वस्तु के तापमान मूल्य में बदल जाता है।
लक्ष्य के तापमान को मापने के लिए अवरक्त विकिरण थर्मामीटर का उपयोग करते समय, पहले लक्ष्य के अवरक्त विकिरण को उसके बैंड रेंज के भीतर मापना आवश्यक होता है, और फिर मापे जाने वाले लक्ष्य के तापमान की गणना थर्मामीटर द्वारा की जाती है। इन्फ्रारेड थर्मामीटर को सिद्धांत के अनुसार एकल-रंग थर्मामीटर और दो-रंग थर्मामीटर (विकिरण वर्णमिति थर्मामीटर) में विभाजित किया जा सकता है। एकल-रंग थर्मामीटर बैंड में विकिरण के समानुपाती होता है; दो-रंग वाला थर्मामीटर दो बैंडों में विकिरण के समानुपाती होता है। विकिरण की मात्रा का अनुपात आनुपातिक है।
3. इन्फ्रारेड थर्मामीटर का विकास और वर्गीकरण: थर्मल परिवर्तनों के साथ सतह को स्कैन करने और मापने, इसकी तापमान वितरण छवि निर्धारित करने और छिपे हुए तापमान अंतर का तुरंत पता लगाने के लिए इन्फ्रारेड तापमान माप तकनीक विकसित की गई है। यह इन्फ्रारेड थर्मल इमेजर है। सेना में इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग कैमरों का उपयोग किया जाने लगा। संयुक्त राज्य अमेरिका के टीआई कॉर्पोरेशन ने दुनिया का पहला इन्फ्रारेड स्कैनिंग डिटेक्शन सिस्टम विकसित किया। तब से, पश्चिमी देशों में विमान, टैंक, युद्धपोतों और अन्य हथियारों में पता लगाने के उद्देश्यों के लिए थर्मल स्थलों के रूप में इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग तकनीक का लगातार उपयोग किया जा रहा है। सिस्टम ने लक्ष्य को खोजने और हिट करने की क्षमता में काफी सुधार किया है। इन्फ्रारेड थर्मामीटर को मोटे तौर पर इस प्रकार वर्गीकृत किया गया है: (1) इन्फ्रारेड स्पॉट थर्मामीटर: पोर्टेबल और फिक्स्ड सहित; (2) इन्फ्रारेड स्कैनर; (3) इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग कैमरे।
