Πώς εφαρμόζεται το υπέρυθρο θερμόμετρο σε θερμή έλαση;
1. Βασικές αρχές
Όλα τα αντικείμενα με θερμοκρασίες πάνω από το σχετικό μηδέν εκπέμπουν συνεχώς ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στον περιβάλλοντα χώρο. Τα χαρακτηριστικά της υπέρυθρης ακτινοβολίας ενός αντικειμένου: Το μέγεθος και η κατανομή της ενέργειας της ακτινοβολίας ανά μήκος κύματος σχετίζονται στενά με τη θερμοκρασία της επιφάνειάς του. Επομένως, με τη μέτρηση της υπέρυθρης ενέργειας που εκπέμπεται από το ίδιο το αντικείμενο, η θερμοκρασία της επιφάνειάς του μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια, η οποία είναι η αντικειμενική βάση για τη μέτρηση της θερμοκρασίας της υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Το υπέρυθρο θερμόμετρο, γνωστό και ως μέτρηση θερμοκρασίας υπέρυθρης ακτινοβολίας, είναι μια τεχνολογία που χρησιμοποιεί την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπεται από το ίδιο το αντικείμενο για να μετρήσει τη θερμοκρασία του αντικειμένου. Η υπέρυθρη ακτινοβολία, γνωστή και ως υπέρυθρη ακτινοβολία, είναι ένα μήκος κύματος που βρίσκεται στο 0.76 μ M~1000 μ Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μεταξύ m, για ένα ιδανικό μαύρο σώμα, η συνολική ισχύς ακτινοβολίας (αναφέρεται ως συνολική ακτινοβολία ή ένταση ακτινοβολίας ) όλων των μηκών κύματος που εκπέμπονται ανά μονάδα επιφάνειας στον ημισφαιρικό χώρο είναι ανάλογο με την 4η δύναμη της θερμοκρασίας του αντικειμένου:
Mb (T)= σ T4 (1)
Αυτός είναι ο ακριβής νόμος του Stephen Boltzmann. μεταξύ σ= πέντε σημεία έξι έξι εννέα επτά × 10-8W/m2K4 ονομάζεται σταθερά του Stephen Boltzmann.
(1) Η εξίσωση χρησιμοποιείται για πραγματικά αντικείμενα και πρέπει να πολλαπλασιαστεί με την ικανότητα εκπομπής:
Mgb (T)= εσ T4
Μπορεί να φανεί ότι η αυθόρμητη ένταση εκπομπής Mgb (T) οποιουδήποτε αντικειμένου σχετίζεται με τη θερμοκρασία και την ικανότητα εκπομπής του. Η ικανότητα εκπομπής ενός αντικειμένου ε Σχετίζεται άμεσα με τις ιδιότητες του υλικού του (σύνθεση, μη μέταλλο, άμορφο κρύσταλλο κ.λπ.), την επιφανειακή κατάσταση (ομαλότητα επιφάνειας, τραχύτητα, βαθμός οξείδωσης, ρύπανση ή επικάλυψη επιφάνειας κ.λπ.) και τη θερμοκρασία του αντικειμένου. Εφόσον ο ρυθμός ακτινοβολίας του αντικειμένου μπορεί να επιλεγεί σωστά, η πραγματική θερμοκρασία του μετρούμενου αντικειμένου μπορεί να ληφθεί με ακρίβεια.
Το υπέρυθρο θερμόμετρο αποτελείται από τρία μέρη: ένα οπτικό σύστημα, μια μονάδα ανίχνευσης και την επεξεργασία σήματος. Η κύρια λειτουργία ενός οπτικού συστήματος είναι να συλλέγει την ισχύ ακτινοβολίας του μετρούμενου στόχου και να τον συγκλίνει σε έναν υπέρυθρο ανιχνευτή. Η λειτουργία ενός ανιχνευτή υπερύθρων είναι να μετατρέπει τη λαμβανόμενη υπέρυθρη ακτινοβολία σε ηλεκτρικά σήματα για έξοδο.
