Podstawowe zasady działania termometrów na podczerwień
W 1672 roku odkryto, że światło słoneczne (światło białe) składa się ze światła o różnych kolorach. Jednocześnie Newton doszedł do wniosku, że światło monochromatyczne jest z natury prostsze niż światło białe. Użyj dichroicznego pryzmatu, aby rozłożyć światło słoneczne (białe światło) na monochromatyczne światła czerwone, pomarańczowe, żółte, zielone, niebieskie, niebieskie, fioletowe itp. W 1800 r. brytyjski fizyk FW Huxel odkrył promienie podczerwone, badając różne kolorowe światła z termiczny punkt widzenia. Kiedy badał ciepło różnych kolorów światła, celowo zasłonił ciemną płytą pierwsze okno ciemnego pokoju i otworzył prostokątny otwór w płycie, w którym zainstalowano pryzmat rozdzielający wiązkę. Kiedy światło słoneczne przechodzi przez pryzmat, rozkłada się na kolorowe pasma światła, a termometr służy do pomiaru ciepła zawartego w różnych kolorach w pasmach światła. Aby porównać z temperaturą otoczenia, Huxel użył kilku termometrów umieszczonych w pobliżu kolorowego pasma światła jako termometrów porównawczych do pomiaru temperatury otoczenia. Podczas eksperymentu przypadkowo odkrył dziwne zjawisko: termometr umieszczony poza czerwonawym światłem miał wyższą wartość niż inne temperatury w pomieszczeniu. Po próbach i błędach ta tak zwana strefa wysokiej temperatury z największą ilością ciepła zawsze znajduje się poza czerwonym światłem na krawędzi pasma światła. Ogłosił więc, że oprócz światła widzialnego istnieje również niewidoczne dla ludzkiego oka „światło czerwone” w promieniowaniu emitowanym przez słońce. To niewidzialne „czerwone światło” znajduje się poza czerwonym światłem i nazywa się światłem podczerwonym. Podczerwień jest rodzajem fali elektromagnetycznej, która ma taką samą istotę jak fale radiowe i światło widzialne. Odkrycie podczerwieni jest skokiem w zrozumieniu natury przez człowieka i otworzyło nową, szeroką drogę do badań, wykorzystania i rozwoju technologii podczerwieni.
Długość fali promieni podczerwonych wynosi od 0,76 do 100 μm. W zależności od zakresu długości fali można go podzielić na cztery kategorie: bliska podczerwień, średnia podczerwień, daleka podczerwień i ekstremalna daleka podczerwień. Jego pozycja w widmie ciągłym fal elektromagnetycznych to obszar między falami radiowymi a światłem widzialnym. . Promieniowanie podczerwone jest jednym z najbardziej rozległych rodzajów promieniowania elektromagnetycznego w przyrodzie. Opiera się na fakcie, że każdy obiekt będzie wytwarzał własne nieregularne ruchy molekularne i atomowe w konwencjonalnym środowisku i stale emituje termiczną energię podczerwoną, cząsteczki i atomy. Im bardziej intensywny ruch, tym większa wypromieniowana energia i odwrotnie, tym mniejsza wypromieniowana energia.
Obiekty o temperaturze powyżej zera będą emitować promienie podczerwone z powodu własnego ruchu molekularnego. Po przekształceniu sygnału mocy emitowanego przez obiekt na sygnał elektryczny przez detektor podczerwieni, sygnał wyjściowy urządzenia obrazującego może całkowicie symulować rozkład przestrzenny temperatury powierzchni skanowanego obiektu jeden po drugim. Po przetworzeniu przez układ elektroniczny przekazywany jest na ekran wyświetlacza i uzyskiwany jest obraz termowizyjny odpowiadający rozkładowi ciepła na powierzchni obiektu. Za pomocą tej metody możliwe jest wykonanie obrazowania stanu termicznego z dużej odległości i pomiar temperatury celu oraz analiza i ocena.
