Зміст
Введення
1. Призначення, огляд розвиток і класифікація тепловізорів
2. Тепловізори з оптико-механічним скануванням
3. Тепловізори з електричним скануванням
4. Болометр
5. Застосування тепловізорів
Висновок
Список літератури
Введення
Успіхи, досягнутого за останній чверть століття в освоєнні інфрачервоного діапазону електромагнітного спектра, привели до створення різноманітної інформаційної апаратури, і зокрема, тепловізорів - пристроїв, призначених для спостереження об'єктів за їх власним інфрачервоному випромінюванню. Попередники тепловізорів - теплогенератори були здатні тільки виявляти тепловипромінюючі об'єкти і визначати на них напрямок. У міру розвитку теплопеленгенераторов з'явилася можливість використовувати їх не тільки для зазначених цілей, але і для візуального спостереження розподілу температури тепловипромінюючих об'єктів та їх впізнання. Так стався логічний перехід від теплогенераторів до тепловізора. Можливість тепловізорів дистанційно оцінювати температурні поля в реальному масштабі часу і без будь-яких порушень теплової середовища, неминучих при використанні контактних датчиків температури, викликала широке застосування тепловізорів в різних областях промислового виробництва, наукових дослідженнях і в медичній практиці.
Всі тіла, температура яких відмінна від абсолютного нуля, є джерелами інфрачервоного випромінювання. Характер випромінювання залежить від агрегатного стану речовини. Спектри випромінювання газів складаються, як правило, з окремих ліній і смуг, характерних для даного газу. Лінійчаті спектри атомів і смугасті спектри молекул виявляються тільки в тому випадку, коли газ знаходиться в розрідженому стані. При збільшенні зв'язку між частками (наприклад, при зміні тиску і температури) лінії і смуги розширюються і стають нерізкими.
Для спектрів рідин характерно великий вплив міжмолекулярної взаємодії. Ширина смуг зростає і з'являються нові смуги, відсутні в спектрах газів. У твердих тіл внаслідок сильної взаємодії між молекулами спектри випромінювання стають суцільними, так як лінії поглинання виявляються широко розмитими і зливаються в смуги, а смуги - в ділянки суцільного спектру.
Інфрачервоне випромінювання є частиною оптичного випромінювання і займає в спектрі електромагнітних хвиль діапазон, що характеризується довжинами хвиль від 0,76 до 1000 мкм .. У оптичне випромінювання входять також рентгенівське випромінювання (О» = 0,01 ... 5 нм), ультрафіолетове (О» = 0,005 ... 0,40 мкм) і видиме (О» = 0,40 ... 0,76 мкм). Складові видимого випромінювання мають такі діапазони довжин хвиль: червона - 0,76 ... 0,62 мкм; помаранчева - +0,62 ... 0,59 мкм; жовта - 0,59 ... 0,56 мкм; зеленая - +0,56 ... ... 0,50 мкм; блакитна - 0,50 ... 0,48 мкм; синя - 0,48 ... 0,45 мкм і фіолетове - 0,45 ... 0,40 мкм.
Інфрачервоне випромінювання займає вельми протяжну спектральну область, приєднуючись з одного боку до видимого випромінювання, а з іншого - електромагнітним коливанням радіодіапазоні. Інфрачервону область спектру прийнято ділити на чотири частини: ближню (О» = 0.76 ... 3 мкм), середню (О» = 3 ... 6 мкм), дальню (О» = 6 ... 15 мкм) і дуже далеку (О» = 15 ... 1000 мкм).
Інфрачервоне випромінювання так само, як і видиме світло, поширюється в однорідному середовищі за прямої лінії, підкоряється закону зворотних квадратів, може відбиватися, переломлюватися, зазнавати дифракцію, інтерференцію і поляризацію. Швидкість розповсюдження інфрачервоних променів дорівнює швидкості світла.
Характеризуючи випромінювання теплових джерел, виділяють три види випромінювачів: абсолютно чорне тіло, сірі тіла і селективні випромінювачі. Абсолютно чорне тіло - це ідеалізоване поняття. При даній температурі воно випускає і поглинає теоретично можливий максимум випромінювання.
У більшості твердих тіл, особливо у діелектриків, напівпровідників і окислів металів, розподіл енергії випромінювання за спектром має такий же характер, як і у абсолютно чорного тіла. Такі тіла називають В«сіримиВ». Вони характерні тим, що ставлення їх енергетичної світності до енергетичної світності абсолютно чорного кольору, що має таку ж температуру, не залежить від довжини хвилі і називається коефіцієнтом теплового випромінювання.
Строго кажучи, сірих тіл також у природі не існує, проте в обмежених спектральних діапазонах багато тіл з достатньою для практики точністю можна вважати сірими. Введення поняття В«сірого тілаВ» дозволяє використовувати закони теплового випромінювання, виведені для абсолютно чорного тіла. Аналогічне допущення роблять і при розгляді випромінювання селективних випромінювачів, для яких коефіцієнтом теплового випромінювання вважають умовну величину, що залежить від ряду параметрів випромінювача.
Нижче наведені основні формули і таблиці, потрібні для інженерного розрахунку параме...
