Какво е инфрачервена светлина? Научихме, че лъчите на топлоенергията са открити от Хершел през 1800. За да се разбере същността на топлинна (инфрачервена) радиация и нейното взаимодействие с обектите, които ни заобикалят, ще трябва да отида малко по-нататък в теорията. Ще започнем с определение.

Инфрачервена радиация - е електромагнитно излъчване заема спектрална област между червено края на видима светлина (от А = 0.74 микрона) и честота радиовълни (за X = 1 mm).

Електромагнитното излъчване с различни дължини на вълните ни заобикаля навсякъде и постоянно. Видимата светлина - е също електромагнитни вълни, които човешкото око възприема интензивността и спектрален състав (цвят). За възприемането на всички други електромагнитни вълни, се нуждаем от технически средства. С тяхна помощ, ние сме слушане на радио, да гледате телевизия, направете рентгенови лъчи. И само инфрачервеното излъчване от горещи предмети могат да се възприемат от човека като усещане за топлина на кожата. Следователно, инфрачервеното излъчване понякога се нарича "термична" светлина.

Най-мощният инфрачервен излъчвател, разбира се, е слънцето. Приблизително 50% от слънчевата радиация в инфрачервената област. Значителна част (70 до 80%) от излъчване на енергия лампи с нажежаема жичка с волфрамова спирала пада на инфрачервения спектър.

Инфрачервена радиация е разделена на условни диапазони. Имената и границите на диапазоните са свързани с технически устройства и задачите, които решават тях. Поради това е възможно да се намерят няколко варианта за разделението. Са най-честите в областта на регулиране на топлината:

• проксималната област (близката инфрачервена, NIR): λ = 0,74 - 1,4 mm;
• късовълнова област (Short-вълна, SW): λ = 1,4 - 3 микрона;
• среда област вълна (Mid-вълна, MW): X = 3 - 5 микрона;
• региона на дълга дължина на вълната (Long-вълна, LW): X = 8 - 14 микрона;
• дисталния участък (инфрачервени, FIR): λ = 14 - 1000 микрона.

NIR варира и SW понякога се нарича «отразена инфрачервена», тъй като в тези граници при нормални температури не регистрира себе си, но е отразено само от обект IR радиация. Основната оперативните в термичен изображения варира MW и LW понякога се нарича «топлинна инфрачервена», както се записва собствената си топлинно излъчване на обекти, свързани с тяхната температура.

Границите на тези операционни диапазони, определени термични прозорци на атмосферното прозрачност. Фактът, че преминавайки през атмосферата на Земята, инфрачервената радиация отслабва разсейване и поглъщане. Азот и кислород във въздуха намаляват инфрачервено лъчение в резултат на разсейване, което е значително по-малко отколкото за видима светлина. Особено силно абсорбира инфрачервено лъчение, водна пара и въглероден диоксид. За допълнително намаляване на инфрачервено лъчение в атмосферата на присъствието на суспендирани частици на дим, прах, фини капки вода (мъгла, мъгла), и утаяване (сняг, дъжд).

Лъчиста енергия се дължи на енергията на други видове, като резултат на сложни молекулярни и елементарните процеси. Естеството на всички лъчи е същото, те се разпространяват в пространството електромагнитни вълни. Източникът на топлинното излъчване е вътрешната енергия на нагретия тялото, количеството на лъчиста енергия зависи главно от физичните свойства и температурата на излъчващия тялото. По този начин, всички на тялото, чиято температура е различна от абсолютната нула излъчва енергия непрекъснато. В този случай дължините на вълните, излъчвани от тялото, зависи от температурата: по-висока е температурата, толкова по-кратко от дължината на вълната и висока интензивност на емисиите.

При температури под 500 ° С тялото радиация е почти изцяло разположен в инфрачервената област, такъв орган може да се види само при осветяване око, той не свети себе си. С повишаване на температурата спектър на емисиите се измества видимата област на (лека фракция в видими увеличава област) и самото тяло започва да свети. На първо място, тъмно червено, след това червено, жълто, дори при много високи температури, изглежда бяла (с нажежаеми жички). Това увеличава общата енергия на излъчване, и енергията на инфрачервено лъчение.

• (Разпределение топлинното излъчване на енергия дължина на вълната в зависимост от температурата) формула Планк
• Стефан-Болцман (зависимостта на радиация силата на тялото на температурата)
• право изместване Wien на (дължина на вълната, при която максимална радиация при дадена температура).

Съобщение капацитет на инфрачервеното излъчване от температурата на повърхността се използва за измерване безконтактен температура в инфрачервените пирометри и термовизионните.

Въпреки, че инфрачервеното излъчване се подчинява на законите на оптиката, и има същата природа като тази на видимата светлина, инфрачервено лъчение взаимодействие с обекти има свои собствени характеристики. Това се дължи на факта, че оптичните свойства на вещества (непрозрачност, отражение, индекс на пречупване) в инфрачервената област на спектъра обикновено е доста различен от оптичните свойства на видимата област.

Много вещества, които са прозрачни във видимата област не са прозрачни в инфрачервената област, и обратно. Например, една малка вода слой непрозрачно за инфрачервено излъчване. Плаките германий и силиций, непрозрачен във видимата област, са прозрачни в инфрачервени (топлинни лентикулярни лещи, изработени от тези материали). Черна хартия е прозрачна в далечния инфрачервена област. Работният обхват на дълги вълни термични стъкла непрозрачна и полупрозрачен полиетилен.

Излъчвателна (и свързаните с коефициент на отражение) - най-важната характеристика на повърхността на обекта в инфрачервения контрола, също е много различен от характеристиките във видимия диапазон. Повечето метали в инфрачервения отражението е значително по-големи, отколкото за видима светлина. В зависимост от състоянието на отражателната способност на повърхността може да достигне 98%. В този раздел ще намерите отделна статия за практическото измерване и излъчването на значението на термични измервания.

Измерването на температурата на обекти с ниска емисия (висока степен на отражение) е проблематично, тъй като изходящи от тях споделят собствен инфрачервено лъчение е малък (а именно на него изчислена температура на повърхността), и съотношението на високо отражение на чужди обекти.

Използвани материали: TSB; Wikipedia; Планк М. "Теория на топлинно излъчване"; Жан Lecomte "инфрачервени вълни"; Deribere М. "Практическо приложение на инфрачервени лъчи"; Kozelkin В. Usoltsev JF "на базата на инфрачервена технология," Gossorg J. "Инфрачервена термография".