Υπέρυθρα θερμόμετρα υψηλής ταχύτητας - Περιγραφή λειτουργίας
Το θερμόμετρο υπερύθρων υψηλής ταχύτητας αποτελείται από οπτικό σύστημα, φωτοανιχνευτή, ενισχυτή σήματος, επεξεργασία σήματος, έξοδο οθόνης και άλλα μέρη. Το υπέρυθρο θερμόμετρο υψηλής ταχύτητας μετρά την ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας μέσω ανιχνευτών υπερύθρων (θερμικοί ανιχνευτές και φωτοηλεκτρικοί ανιχνευτές) και τη μετατρέπει σε ηλεκτρικά σήματα και στη συνέχεια τη μετατρέπει σε θερμοκρασία σύμφωνα με τους βασικούς νόμους της ακτινοβολίας.
Το οπτικό σύστημα συλλέγει την ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στόχου μέσα στο οπτικό του πεδίο. Το μέγεθος του οπτικού πεδίου καθορίζεται από τα οπτικά στοιχεία και τη θέση του θερμομέτρου. Η υπέρυθρη ενέργεια εστιάζεται στον φωτοανιχνευτή και μετατρέπεται σε αντίστοιχο ηλεκτρικό σήμα. Το σήμα μετατρέπεται στην τιμή θερμοκρασίας του μετρούμενου στόχου αφού υπολογιστεί από τον ενισχυτή και το κύκλωμα επεξεργασίας σήματος σύμφωνα με τον αλγόριθμο μέσα στο όργανο και διορθωθεί από την εκπομπή στόχου. Επιπλέον, θα πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη οι περιβαλλοντικές συνθήκες όπου βρίσκονται ο στόχος και το θερμόμετρο, όπως η επίδραση παραγόντων όπως η θερμοκρασία, η ατμόσφαιρα, η ρύπανση και οι παρεμβολές στους δείκτες απόδοσης και στις μεθόδους διόρθωσης.
Τα υπέρυθρα θερμόμετρα υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας των αντικειμένων. Η ενέργεια που εκπέμπεται, ανακλάται και μεταδίδεται από τα οπτικά στοιχεία του θερμομέτρου συγκεντρώνεται στον ανιχνευτή. Τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα του θερμομέτρου μετατρέπουν αυτές τις πληροφορίες σε μετρήσεις θερμοκρασίας και τις εμφανίζουν στην οθόνη ενδείξεων του θερμομέτρου. Η θερμοκρασία που εμφανίζεται από ένα υπέρυθρο θερμόμετρο ονομάζεται συχνά θερμοκρασία φωτεινότητας του στόχου, η οποία είναι διαφορετική από την πραγματική θερμοκρασία του αντικειμένου, επειδή η εκπομπή του αντικειμένου έχει κάποια επίδραση στη μέτρηση της θερμοκρασίας της ακτινοβολίας. Σχεδόν όλα τα πραγματικά αντικείμενα στη φύση δεν είναι μαύρα σώματα. Η ποσότητα ακτινοβολίας όλων των πραγματικών αντικειμένων εξαρτάται όχι μόνο από το μήκος κύματος ακτινοβολίας και τη θερμοκρασία του αντικειμένου, αλλά και από παράγοντες όπως ο τύπος του υλικού, η μέθοδος παρασκευής, η θερμική διαδικασία, η κατάσταση της επιφάνειας και οι περιβαλλοντικές συνθήκες του αντικειμένου. Επομένως, για να καταστεί ο νόμος της ακτινοβολίας του μαύρου σώματος εφαρμόσιμος σε όλα τα πραγματικά αντικείμενα, πρέπει να εισαχθεί ένας αναλογικός συντελεστής που σχετίζεται με τις ιδιότητες του υλικού και την κατάσταση της επιφάνειας, δηλαδή την ικανότητα εκπομπής. Αυτός ο συντελεστής αντιπροσωπεύει πόσο κοντά είναι η θερμική ακτινοβολία ενός πραγματικού αντικειμένου στην ακτινοβολία του μαύρου σώματος και η τιμή του είναι μεταξύ 0 και 1. Σύμφωνα με το νόμο της ακτινοβολίας, εφόσον γνωρίζετε την ικανότητα εκπομπής του υλικού, μπορείτε να γνωρίζετε τα χαρακτηριστικά της υπέρυθρης ακτινοβολίας οποιουδήποτε αντικειμένου.
