Lý thuyết cơ bản về nhiệt kế hồng ngoại
Năm 1672, người ta phát hiện ra rằng ánh sáng mặt trời (ánh sáng trắng) bao gồm ánh sáng có nhiều màu sắc khác nhau, đồng thời, Newton đã đưa ra kết luận nổi tiếng rằng ánh sáng đơn sắc có bản chất đơn giản hơn ánh sáng trắng. Sử dụng lăng kính tách chùm, ánh sáng mặt trời (ánh sáng trắng) bị phân hủy thành các ánh sáng đỏ, cam, vàng, lục, lục lam, lam, tím và các ánh sáng đơn sắc khác. Năm 1800, nhà vật lý người Anh FW Huxell đã phát hiện ra ánh sáng hồng ngoại khi ông nghiên cứu các màu sắc khác nhau của ánh sáng theo quan điểm nhiệt. Khi đang nghiên cứu sức nóng của các ánh sáng có màu sắc khác nhau, anh ta cố ý dùng một tấm tối che cửa sổ duy nhất của căn phòng tối, và mở một lỗ hình chữ nhật trên tấm, và một lăng kính tách chùm được lắp vào lỗ. Khi ánh sáng mặt trời đi qua lăng kính, nó bị phân hủy thành các dải sáng màu, và nhiệt kế được sử dụng để đo nhiệt chứa trong các dải ánh sáng có màu sắc khác nhau. Để so sánh với nhiệt độ môi trường xung quanh, Huxel đã đo nhiệt độ môi trường xung quanh bằng cách đặt một số nhiệt kế gần dải ánh sáng màu để so sánh. Trong quá trình thí nghiệm, anh tình cờ phát hiện ra một hiện tượng kỳ lạ: một nhiệt kế đặt ngoài dải đèn đỏ có giá trị chỉ thị cao hơn các nhiệt độ khác trong nhà. Sau khi thử và sai, cái gọi là vùng nhiệt độ cao có nhiều nhiệt nhất này luôn nằm bên ngoài ánh sáng đỏ ở rìa dải sáng. Vì vậy, ông công bố rằng ngoài ánh sáng nhìn thấy, bức xạ do mặt trời phát ra còn có một "vạch nóng" vô hình mà mắt người không nhìn thấy được. "Đường dây nóng" vô hình này nằm bên ngoài ánh sáng đỏ và được gọi là ánh sáng hồng ngoại. Tia hồng ngoại là sóng điện từ có cùng bản chất với sóng vô tuyến và ánh sáng nhìn thấy. Việc phát hiện ra tia hồng ngoại là một bước nhảy vọt trong hiểu biết của con người về tự nhiên, và mở ra một con đường rộng lớn mới cho việc nghiên cứu, sử dụng và phát triển công nghệ hồng ngoại.
Bước sóng của tia hồng ngoại nằm trong khoảng 0. 76 đến 100 μm. Theo dải bước sóng, nó có thể được chia thành bốn loại: hồng ngoại gần, hồng ngoại trung, hồng ngoại xa và hồng ngoại cực xa. Vị trí của nó trong phổ liên tục của sóng điện từ là vùng giữa sóng vô tuyến và ánh sáng nhìn thấy. . Bức xạ hồng ngoại là bức xạ sóng điện từ rộng nhất trong tự nhiên. Nó dựa trên chuyển động ngẫu nhiên của các phân tử và nguyên tử của bất kỳ vật thể nào trong môi trường bình thường, và liên tục phát ra năng lượng hồng ngoại nhiệt, chuyển động của các phân tử và nguyên tử. Cường độ càng mạnh thì năng lượng bức xạ càng lớn và ngược lại, năng lượng bức xạ càng nhỏ.
Các vật thể có nhiệt độ trên độ không tuyệt đối sẽ bức xạ tia hồng ngoại do chuyển động phân tử của chính chúng. Sau khi tín hiệu điện do vật thể phát ra được chuyển đổi thành tín hiệu điện bởi đầu dò hồng ngoại, tín hiệu đầu ra của thiết bị hình ảnh hoàn toàn có thể mô phỏng sự phân bố không gian của nhiệt độ bề mặt của vật thể được quét theo sự tương ứng 1-1. Hình ảnh nhiệt ứng với sự phân bố nhiệt trên bề mặt của vật. Sử dụng phương pháp này, ảnh nhiệt khoảng cách xa và đo nhiệt độ của mục tiêu có thể được thực hiện và phân tích và phán đoán. [1]
