La teoria di base del termometro a infrarossi
Nel 1672 si scoprì che la luce solare (luce bianca) è composta da luce di vari colori. Allo stesso tempo, Newton giunse alla conclusione che la luce monocromatica è di natura più semplice della luce bianca. Utilizzare un prisma dicroico per decomporre la luce solare (luce bianca) in luci monocromatiche rosse, arancioni, gialle, verdi, blu, blu, viola, ecc. Nel 1800, il fisico britannico FW Huxel scoprì i raggi infrarossi quando studiò varie luci colorate provenienti dal punto di vista termico. Mentre stava studiando il calore dei vari colori della luce, bloccò deliberatamente la finestra della stanza buia con una piastra scura e aprì un foro rettangolare nella piastra e nel foro fu installato un prisma divisore di raggio.
Quando la luce solare passa attraverso il prisma, viene scomposta in fasce luminose colorate e viene utilizzato un termometro per misurare il calore contenuto nei diversi colori nelle fasce luminose. Per effettuare un confronto con la temperatura ambiente, Huxel ha utilizzato diversi termometri posizionati vicino alla fascia luminosa colorata come termometri comparativi per misurare la temperatura ambiente. Durante l'esperimento scoprì casualmente uno strano fenomeno: un termometro posto al di fuori della luce rossastra aveva un valore più alto rispetto alle altre temperature presenti nella stanza. Dopo tentativi ed errori, questa cosiddetta zona ad alta temperatura con più calore si trova sempre al di fuori della luce rossa, sul bordo della fascia luminosa. Così ha annunciato che oltre alla luce visibile, la radiazione emessa dal sole possiede anche una sorta di “stimolo” invisibile agli occhi umani. Questo "stimolante" invisibile si trova al di fuori della luce rossa e si chiama infrarosso. L'infrarosso è un tipo di onda elettromagnetica, che ha la stessa essenza delle onde radio e della luce visibile. La scoperta degli infrarossi rappresenta un passo avanti nella comprensione umana della natura e ha aperto una nuova ampia strada per la ricerca, l'utilizzo e lo sviluppo della tecnologia a infrarossi.
La lunghezza d'onda dei raggi infrarossi è compresa tra 0,76 e 100 μm. In base alla gamma di lunghezze d'onda, può essere suddiviso in quattro categorie: infrarosso vicino, infrarosso medio, infrarosso lontano e infrarosso estremo lontano. La sua posizione nello spettro continuo delle onde elettromagnetiche è l'area compresa tra le onde radio e la luce visibile. La radiazione infrarossa è una delle radiazioni elettromagnetiche più estese in natura. Si basa sul fatto che qualsiasi oggetto produce i propri movimenti irregolari molecolari e atomici in un ambiente normale e irradia continuamente energia termica infrarossa. Più intenso è il movimento delle molecole e degli atomi, maggiore è l'energia della radiazione e, viceversa, minore è l'energia della radiazione.
Gli oggetti con una temperatura superiore allo zero irradieranno raggi infrarossi a causa del loro stesso movimento molecolare. Dopo che il segnale di potenza irradiato dall'oggetto viene convertito in un segnale elettrico dal rilevatore a infrarossi, il segnale di uscita del dispositivo di imaging può simulare completamente la distribuzione spaziale della temperatura superficiale dell'oggetto scansionato uno per uno, elaborato dal sistema elettronico, e trasmessa allo schermo di visualizzazione per ottenere un'immagine termica corrispondente alla distribuzione termica della superficie dell'oggetto. Utilizzando questo metodo, è possibile realizzare l'immagine dello stato termico a lunga distanza e la misurazione della temperatura del bersaglio, nonché analizzare e giudicare.
