Излучение Скачать
презентацию
<<  Тепловое излучение тел Излучение света  >>
Тепловидение
Тепловидение
Характеристики излучения
Характеристики излучения
Классические законы
Классические законы
Классические законы
Классические законы
Кривые зависимости
Кривые зависимости
Кривые зависимости
Кривые зависимости
Устройство тепловизоров
Устройство тепловизоров
Первые тепловизионные системы
Первые тепловизионные системы
Выделяют два основных вида термографии
Выделяют два основных вида термографии
Некоторые применения тепловизионных устройств в промышленности
Некоторые применения тепловизионных устройств в промышленности
Тепловизор
Тепловизор
Тепловизор
Тепловизор
Тепловизор
Тепловизор
Тепловизор
Тепловизор
Спасибо за внимание
Спасибо за внимание
Фото из презентации «Тепловидение» к уроку физики на тему «Излучение»

Автор: User. Чтобы познакомиться с фотографией в полном размере, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все фотографии на уроке физики, скачайте бесплатно презентацию «Тепловидение» со всеми фотографиями в zip-архиве размером 436 КБ.

Скачать презентацию

Тепловидение

содержание презентации «Тепловидение»
Сл Текст Эф Сл Текст Эф
1Тепловидение.2 10следующий:1
2Оглавление. 1. Тепловидение, как область применения8 11Области применения методов тепловидения.1
законов теплового излучения. 2. Основные понятия и Тепловидение нашло применение во многих сферах
определения теории излучения. Закон Кирхгофа. 3. человеческой деятельности. Например, тепловизоры
Классические законы теплового излучения. 4. Устройство применяются в целях военной разведки и охраны объектов.
тепловизоров. 5. Области применения методов В ручной тепловизионный ночной визит человека можно
тепловидения. 6. Применение тепловидения в медицине. 7. увидеть в полной темноте на расстоянии 300 м. Объекты
Некоторые применения тепловизионных устройств в обычной военной техники видны на расстоянии 2-3 км. На
промышленности. сегодняшний день созданы видеокамеры данного
3Тепловидение, как область определения законов2 микроволнового диапазона с выводом изображения на экран
излучения. Тепловидение можно назвать универсальным компьютера, чувствительностью (разрешаемой способностью
способом получения различной информации об окружающем разницы температур отдельных участков поверхности) в
нас мире. Как известно, тепловое излучение имеет любое несколько сотых градуса. Это значит, что если вы при
тело, температура которого отлична от абсолютного нуля. входе в свою парадную взялись за ручку двери, чтобы
Кроме того, подавляющее большинство процессов открыть ее, то ваш тепловой отпечаток будет виден на
преобразования энергии (а к ним относятся все известные этой ручке целых полчаса. Даже дома при выключенном
процессы) протекает с выделением или поглощением тепла. свете вы будете светить как маяк даже через занавеску.
Так как средняя температура на Земле не высока, В метро можно спокойно отличить людей, которые только
большинство процессов проходят с малым удельным что вошли. А наличие насморка у человека и занимался ли
выделением тепла и при небольших температурах. он чем-нибудь интересным до этого можно наблюдать на
Соответственно и максимум энергии излучения таких расстоянии в несколько сотен метров. О распознавании
процессов попадает в инфракрасный микроволновый недавно выключенной машины или о том, кто и когда сидел
диапазон. Инфракрасное излучение невидимо для на данном кресле даже нечего и говорить. Перспективно
человеческого глаза, но может быть обнаружено использование тепловизоров для нахождения дефектов в
различными приемниками теплового излучения и тем или различных установках. Естественно, когда в какой-нибудь
иным способом преобразовано в видимое изображение. установке или узле наблюдается повышение или понижение
Тепловидение – это научно-техническое направление, тепловыделения при каком-нибудь процессе в местах, где
изучающее физические основы, методы и приборы этого не должно быть, или тепловыделение
(тепловизоры), обеспечивающие возможность наблюдения (теплопоглощение) в подобных узлах сильно различается,
слабонагретых объектов. то неполадку можно своевременно исправить. Иногда
4Основные понятия и определения теории излучения.1 некоторые дефекты можно заметить только с помощью
Закон Кирхгофа. Тепловым излучением называется тепловизора. Например, на мостах и тяжелых опорных
электромагнитное излучение, испускаемое телом за счет конструкциях при старении металла или нерасчетных
его внутренней энергии. Излучение характеризуется деформациях начинает выделяться больше энергии, чем
длиной волны ? и частотой ?. Эти величины связаны: должно. Появляется возможность диагностировать
?=2?с/?. При изучении законов теплового излучения состояние объекта, не нарушая его целостности, хотя
используют модельную систему, в которой распределение могут возникнуть трудности, связанные с не очень
энергии между телом и излучением остается неизменным высокой точностью, вызванной промежуточными
для каждой длины волны (или частоты). Такое состояние конструкциями. Таким образом, тепловизор можно
системы «тело – излучение» называется равновесным. использовать как оперативный и, пожалуй, единственный
Энергетической светимостью тела R называется поток контроллер состояния безопасности многих объектов и
энергии, испускаемый единицей поверхности тела по всем предотвращать катастрофы. Проверка функционирования
направлениям. дымоходов, вентиляции, процессов тепло- и массообмена,
5Введем такие характеристики излучения, как r (?,Т)3 атмосферных явлений становиться на порядки удобнее,
– испускательная способность тела, а (?,Т) – проще, информативнее. Широкое применение тепловидение
поглощательная способность тела. Модель абсолютно нашло в медицине.
черного тела. В 1860 г. Густав Кирхгоф, один из первых 12Применение тепловидения в медицине. В современной1
исследователей теплового излучения, сумел доказать, что медицине тепловизионное обследование представляет
отношение испускательной и поглощательной способностей мощный диагностический метод, позволяющий выявлять
тела не зависит от его природы, а является для всех тел такие патологии, которые плохо поддаются контролю
одной и той же (универсальной) функцией частоты и другими способами. Тепловизионное обследование служит
температуры. r/а = f (?,Т) или (r/а)1 = (r/а)2 = (r/а)n для диагностики на ранних стадиях (до
= f (?,Т). Одно из основных понятий теплового излучения рентгенологических проявлений, а в некоторых случаях
– абсолютно черное тело. Т.е. тело, которое поглощает задолго до появления жалоб больного) следующих
всю, падающую на него энергию, ни сколько энергии не заболеваний: воспаление и опухоли молочных желез,
отражает, а только излучает. Теоретическое объяснение органов гинекологической сферы, кожи, лимфоузлов,
законов излучения абсолютно черного тела имело огромное ЛОР-заболевания, поражения нервов и сосудов
значение в истории физики – именно оно привело к конечностей, варикозное расширение вен; воспалительные
понятию о квантах энергии. Абсолютно черных тел в заболевания желудочно-кишечного тракта, печени, почек;
природе не существует. Есть вещества (например, сажа остеохондроз и опухоли позвоночника. Как абсолютно
или платиновая чернь), поглощательная способность безвредный прибор тепловизор эффективно применяется в
которых близка к единице, но только в некоторых акушерстве и педиатрии. У здорового человека
частотах. Однако можно создать устройство, сколь угодно распределение температур симметрично относительно
близкое по своим свойствам к абсолютно черному телу. средней линии тела. Нарушение этой симметрии и служит
Это почти замкнутая полость с маленьким отверстием. основным критерием тепловизионной диагностики
Излучение, проникшее внутрь через отверстие, прежде чем заболеваний. По участкам тела с аномально высокой или
выйти обратно, претерпевает многократные отражения. При низкой температурой можно распознать симптомы более 150
каждом отражении часть энергии поглощается, в болезней на самых ранних стадиях их возникновения.
результате чего почти все излучение любой частоты Термография — метод функциональной диагностики,
поглощается такой полостью. основанный на регистрации инфракрасного излучения
6Из рисунка следует, что энергетическая светимость0 человеческого тела, пропорционального его температуре.
абсолютно черного тела сильно возрастает с Распределение и интенсивность теплового излучения в
температурой. максимум испускательной способности с норме определяются особенностью физиологических
увеличением температуры сдвигается в сторону более процессов, происходящих в организме, в частности как в
коротких волн. Таким образом, по закону Кирхгофа поверхностных, так и в глубоких органах. Различные
функция частоты и температуры f(?,Т) есть не что иное, патологические состояния характеризуются
как испускательная способность абсолютно черного тела термоасимметрией и наличием температурного градиента
(r черн.тела.). r/а = f(?,Т) а черн.тела.?1 r между зоной повышенного или пониженного излучения и
черн.тела.= f(?,Т). симметричным участком тела, что отражается на
7Классические законы теплового излучения.0 термографической картине. Этот факт имеет немаловажное
Исследование равновесного теплового излучения и поиск диагностическое и прогностическое значение, о чем
универсальной функции f(?,Т) выступил на первый план в свидетельствуют многочисленные клинические
работах физиков конца XIX века. К этим исследованиям исследования.
относятся работы Стефана и Больцмана, Рэлея и Джинса, 13Выделяют два основных вида термографии:1
Вина (классическая теория излучения) и Планка 1.Контактная холестерическая термография.
(квантовая). В 1879 г. Йозеф Стефан, основываясь на 2.Телетермография. Телетермография основана на
экспериментах, решил, что энергетическая светимость преобразовании инфракрасного излучения тела человека в
любого тела пропорциональна четвертой степени электрический сигнал, который визуализируется на экране
температуры. Однако через несколько лет Больцман тепловизора. Контактная холестерическая термография
доказал, что это утверждение справедливо только для опирается на оптические свойства холестерических жидких
абсолютно черных тел. Найденная ими зависимость кристаллов, которые проявляются изменением окраски в
получила названия закона Стефана-Больцмана. R ч.т.= ? радужные цвета при нанесении их на термоизлучающие
f(?,T)·d? = ?·Т4 ,где ? экспериментально найденная поверхности. Наиболее холодным участкам соответствует
константа. ? = 5,670·10-8 (Вт/м?·К) Вилли Вин нашел красный цвет, наиболее горячим—синий. Нанесенные на
зависимость температуры абсолютно черного тела от кожу композиции жидких кристаллов, обладая
максимума спектра излучения (? max). Оказалось, что с термочувствительностью в пределах 0.001 С, реагируют на
повышением температуры возрастает общая энергия тепловой поток путем перестройки молекулярной
излучения, а максимум спектра излучения смещается в структуры. После рассмотрения различных методов
область меньших длин волн (высоких частот). Т·? max= тепловидения встает вопрос о способах интерпретации
const (const = 2,898 10 м·К – экспериментальное термографического изображения. Существуют визуальный и
значение) Этот закон называют законом смещения Вина. количественный способы оценки тепловизионной картины.
Вин также занимался поиском функции спектрального Визуальная (качественная) оценка термографии позволяет
распределения f(?,Т) и нашел, что она должна иметь определить расположение, размеры, форму и структуру
следующий вид: f(?,T) = ??F(?/Т), где F – некоторая очагов повышенного излучения, а также ориентировочно
функция отношения частоты к температуре. Как будет оценивать величину инфракрасной радиации. Однако при
показано ниже, эта формула справедлива только для визуальной оценке невозможно точное измерение
больших частот. Введем понятие плотности равновесного температуры. Кроме того, сам подъем кажущейся
теплового излучения (u), т.е. энергии, испускаемой в температуры в термографе оказывается зависимым от
данном интервале частот (от ? до ?+d?). d u (?,T)= скорости развертки и величины поля. Затруднения для
f(?,T) ·d ? Рэлей и Джинс сделали попытку определить клинической оценки результатов термографии заключаются
зависимость плотности излучения u от ? и Т, исходя из в том, что подъем температуры на небольшом по площади
теоремы классической статистики о равнораспределении участке оказывается малозаметным. В результате
энергии по степеням свободы. Они предположили, что на небольшой по размерам патологический очаг может не
каждое электромагнитное колебание приходится в среднем обнаруживаться. Радиометрический подход весьма
энергия, равная kТ: kТ/2 на электрическую и kТ/2 на перспективен. Он предполагает использование самой
магнитную энергию волны. Они получили: Эта формула современной техники и может найти применение для
удовлетворительно соглашается с экспериментом только в проведения массового профилактического обследования,
области малых частот (инфракрасном спектре) и резко получения количественной информации о патологических
расходится в ультрафиолетовом спектре. Из их формулы процессах в исследуемых участках, а также для оценки
следовало, что вследствие теплообмена каждое тело эффективности термографии.
должно отдать всю свою энергию излучению и охладиться 14Некоторые применения тепловизионных устройств в6
до абсолютного нуля. Этот вывод был назван промышленности. Нефтегазовый комплекс. Энергетика.
ультрафиолетовой катастрофой. Химическая промышленность. Машиностроение.
8Кривые зависимости испускательной способности ?(?)1 Автомобильная промышленность. Состояние дымовых труб и
абсолютно черного тела от длины волны. Сплошная кривая газоходов состояние статоров генераторов проверка
получена экспериментально, штриховая кривая построена маслонаполненного оборудования теплоизоляция турбин,
по формуле Рэлея-Джинса. Из графика видно, что при ??0 паро- и трубопроводов обнаружение мест присосов
(???) r(?,T)??. С точки зрения классической теории холодного воздуха контроль состояния теплотрасс.
излучения вывод формулы Рэлея-Джинса безупречен. Проверка состояния электрооборудования контроль
Поэтому расхождение этой формулы с опытом указывало на технологических линий поиск энергопотерь обнаружение
существование каких-то закономерностей, несовместимых с утечек из газопроводов предотвращение пожаров. Проверка
представлениями классической физики. герметичности и изоляции емкостей для хранения
9Устройство тепловизоров. Инфракрасное излучение1 различных жидкостей и газов. Контроль подшипников,
является низкоэнергетическим и для глаза человека зубчатых передач, валов, муфт и т. Д. Обнаружение
невидимо, поэтому для его изучения созданы специальные несосности оборудования контроль температурных режимов
приборы - тепловизоры (термографы), позволяющие сварки термоэластический анализ напряжений.
улавливать это излучение, измерять его и превращать его Проектирование климатических систем автомобиля контроль
в видимую для глаза картину. Тепловизоры относятся к за ультразвуковой сваркой амортизаторов разработка и
оптико-электронным приборам пассивного типа. В них проверка дисковых тормозов контроль теплообменных
невидимое глазом человека излучение переходит в процессов в радиаторах, двигателях и выхлопных
электрический сигнал, который подвергается усилению и системах.
автоматической обработке, а затем преобразуется в 15Тепловизор. Тепловидение является самым быстрым и0
видимое изображение теплового поля объекта для его простым способом для обнаружения возможных
визуальной и количественной оценки. Диапазон неисправностей, применяемым в профилактическом
инфракрасного излучения делится на несколько фрагментов техобслуживании промышленного оборудования, управлении
: Длина волн (мкм). Название. 0.76-1.5. Ближнее предприятиями, мониторинге производственных процес.
инфракрасное излучение. 1.5-5.5. Коротковолновое Тепловидение позволяет выявлять раннее поражение
инфракрасное излучение. 5.6-25. Длинноволновое сосудов. Тепловидение имеет широкую область применения
инфракрасное излучение. 25-100. Дальнее инфракрасное в : видеонаблюдении, промышленной безопасности,
излучение. траспортной безопасности, пожарной безопасности, а
10Первые тепловизионные системы были созданы в конце1 также для: правоохранительных органов, для служб
30-х гг. 20 в. и частично применялись в период 2-й общественной.
мировой войны для обнаружения военных и промышленных 16Спасибо за внимание. Работу выполнила: Габдуллина3
объектов. Общий принцип устройства всех тепловизоров Альбина.
16 «Тепловидение» | Тепловидение 31
http://900igr.net/fotografii/fizika/Teplovidenie/Teplovidenie.html
cсылка на страницу
Урок

Физика

133 темы
Фото
Презентация: Тепловидение | Тема: Излучение | Урок: Физика | Вид: Фото