Infrapunailmaisun periaate (infrapunasäteilyn havaitseminen)
Infrapunailmaisun (infrapunasäteilyn havaitsemisen) ydin hajoamattoman testaustekniikan menetelmässä on hyödyntää esineiden infrapunasäteilyn ominaisuuksia kosketuksettomassa infrapunalämpötilan tallennusmenetelmässä.
Infrapuna on eräänlainen sähkömagneettinen aalto, jossa radioaallot ja näkyvä valo ovat luonteeltaan samanlaisia, aallonpituus välillä 0,76 ~ 100 μm, aallonpituusalueen mukaan voidaan jakaa lähi-infrapuna-, keski-infrapuna-, kauko-infrapuna, kauko-infrapuna, erittäin kauko-infrapuna neljä luokkaa, joka on jatkuvassa spektrissä sähkömagneettisten aaltojen alueella radioaaltojen ja näkyvän valon välillä sijainti. Infrapunasäteily on luonnollinen olemassaolo monenlaista sähkömagneettista säteilyä, se perustuu mihin tahansa esineeseen säännöllisessä ympäristössä tuottaa omia molekyylejä ja atomeja epäsäännöllisen liikkeen, ja jatkuvasti säteilee lämpöä infrapunaenergiaa, molekyylejä ja atomeja intensiivisempää liikettä, mitä suurempi on säteilyn energia ja päinvastoin, sitä pienempi on säteilyn energia.
Kaikki lämpötilat nolla-asteessa (-273.15K astetta) kohteen yläpuolella johtuvat niiden omasta molekyyliliikkeestä ja säteilevät jatkuvasti infrapunasäteilyä ympäröivään tilaan, kohteen infrapunasäteilyenergian koosta ja sen jakautumisesta aallonpituuksilla ja sen pintalämpötilalla on hyvin läheinen yhteys. Infrapunasäteilyilmaisimen kautta kohteen säteilysignaalin teho muunnetaan sähköisiksi signaaleiksi (kohteen omilla infrapunasäteilyenergiamittauksilla), se voi määrittää tarkasti pintalämpötilan tai kuvantamislaitteen lähtösignaalin kautta voi olla täysin yksi -to-one-vastaavuus simuloimaan elektronisen järjestelmän käsittelemän, näyttöruudulle välitetyn kohteen pinnan lämpötilan tilajakauman skannausta ja vastaavan lämpökuvakartan kohteen pintalämmön jakautumista. Lähtösignaalit voivat simuloida lämpötilan spatiaalista jakautumista skannattavalla pinnalla täsmälleen yksi yhteen. Tällä menetelmällä voit toteuttaa pitkän matkan lämpötilan kuvantamisen ja lämpötilan mittauksen sekä analysoinnin ja arvioinnin tavoitteen eli infrapunasäteilyn havaitsemisen perusperiaatteen.
Planckin mustan kappaleen säteilylaki: musta kappale on idealisoitu säteilykappale, se absorboi kaikki säteilyenergian aallonpituudet, siinä ei ole energian heijastusta ja läpäisyä, sen pinnan emissiokyky on 1. Vaikka luonnossa ei olekaan todellista mustaa kappaletta, mutta selventääksemme ja saada infrapunasäteilyn jakautumislaki teoreettisessa tutkimuksessa on valittava sopivaksi malliksi, jonka Planck esittää vibronisen mallin kvantisoinnin ontelon säteilyn rungossa, jolloin saadaan Planckin musta kappale. Siten johdettua Planckin lakia mustan kappaleen säteilystä eli mustan kappaleen spektrisäteilyn aallonpituuksina ilmaistuna, joka on kaiken infrapunasäteilyteorian lähtökohta, sitä kutsutaan mustan kappaleen säteilyn laiksi.
Lähes kaikki luonnossa esiintyvät esineet eivät ole mustia kappaleita. Kaikki varsinaisen kohteen säteily säteilyn aallonpituuden ja kohteen lämpötilan lisäksi, mutta myös kohteen materiaalityypin koostumuksella, valmistusmenetelmällä, lämpöprosessilla sekä pinnan tilalla ja ympäristöolosuhteilla ym. tekijät. Siksi, jotta mustan kappaleen säteilylaki soveltuisi kaikkiin todellisiin esineisiin, on otettava käyttöön skaalaustekijä, emissiivisyys, joka liittyy materiaalin luonteeseen ja pinnan tilaan. Tämä kerroin ilmaisee todellisen kohteen lämpösäteilyn läheisyyttä mustakappaleen säteilylle, ja sen arvo on nollan ja yhden pienemmän arvon välillä. Säteilylain mukaan heti kun materiaalin emissiokyky tiedetään, minkä tahansa kohteen infrapunasäteilyominaisuudet tunnetaan.
