Ποια είναι η αρχή και η ταξινόμηση των υπέρυθρων θερμομέτρων;
1. Αρχή υπερύθρων: Κάθε αντικείμενο του οποίου η θερμοκρασία είναι πάνω από * * μηδέν βαθμούς (-273 βαθμοί ) θα εκπέμπει θερμική ακτινοβολία προς τα έξω. Η διαφορά στη θερμοκρασία του αντικειμένου θα έχει ως αποτέλεσμα διαφορά στην ενέργεια που ακτινοβολείται και στο μήκος κύματος του κύματος ακτινοβολίας. Ωστόσο, η υπέρυθρη ακτινοβολία περιλαμβάνεται πάντα. Για αντικείμενα κάτω από χίλιους βαθμούς Κελσίου, τα ισχυρότερα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που πλήττονται από τη θερμική τους ακτινοβολία είναι τα υπέρυθρα κύματα. Επομένως, μετρώντας την υπέρυθρη ακτινοβολία του ίδιου του αντικειμένου, μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια η θερμοκρασία εμφάνισής του. Αυτή είναι η αντικειμενική βάση και η θεμελιώδης αρχή της μέτρησης της θερμοκρασίας του υπέρυθρου θερμομέτρου.
Ένα μαύρο σώμα είναι ένα εξιδανικευμένο σώμα ακτινοβολίας που απορροφά ενέργεια ακτινοβολίας όλων των μηκών κύματος χωρίς ανάκλαση ή μετάδοση ενέργειας, και η εκπομπή του είναι 1. Ωστόσο, σχεδόν όλα τα πραγματικά αντικείμενα στον φυσικό κόσμο δεν είναι μαύρα σώματα. Για να αποσαφηνιστεί και να ληφθεί ο νόμος διάχυσης της υπέρυθρης ακτινοβολίας, πρέπει να επιλεγεί ένα κατάλληλο μοντέλο στη θεωρητική έρευνα. Αυτό είναι το μοντέλο κβαντισμένου ταλαντωτή της ακτινοβολίας της κοιλότητας του σώματος που προτείνεται από τον Planck, το οποίο εξήγαγε τον νόμο του Planck για την ακτινοβολία του μαύρου σώματος, δηλαδή τη φασματική ακτινοβολία της ακτινοβολίας του μαύρου σώματος εκφρασμένη σε μήκος κύματος. Αυτό είναι το σημείο εκκίνησης όλων των θεωριών υπέρυθρης ακτινοβολίας, γι' αυτό ονομάζεται νόμος της ακτινοβολίας του μαύρου σώματος.
Το επίπεδο 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 που χρησιμοποιείται για την κατασκευή του αντικειμένου, οι μέθοδοι προετοιμασίας, η θερμική ιστορία, η εμφάνιση και οι συνθήκες. Επομένως, για να εφαρμοστεί ο νόμος της ακτινοβολίας του μαύρου σώματος σε όλα τα πραγματικά αντικείμενα, είναι απαραίτητο να εισαχθεί ένας συντελεστής αναλογικότητας που σχετίζεται με τις ιδιότητες του υλικού και τις καταστάσεις εμφάνισης, δηλαδή την εκπομπή. Αυτός ο συντελεστής αντιπροσωπεύει το επίπεδο εγγύτητας μεταξύ της θερμικής ακτινοβολίας πραγματικών αντικειμένων και της ακτινοβολίας του μαύρου σώματος, με τιμή μεταξύ 0 και 1. Σύμφωνα με το νόμο της ακτινοβολίας, εφόσον είναι γνωστή η ικανότητα εκπομπής ενός υλικού, μπορούν να προσδιοριστούν τα χαρακτηριστικά υπέρυθρης ακτινοβολίας οποιουδήποτε αντικειμένου. Οι σημαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την ικανότητα εκπομπής του νήματος περιλαμβάνουν τον τύπο του υλικού, την τραχύτητα της επιφάνειας, τη φυσική και χημική διάταξη και το πάχος του υλικού.
2. Η αρχή λειτουργίας και η διάταξη ενός υπέρυθρου θερμομέτρου: Στον φυσικό κόσμο, όλα τα αντικείμενα με θερμοκρασίες πάνω από * * μηδέν βαθμούς εκπέμπουν συνεχώς ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στον περιβάλλοντα χώρο. Το μέγεθος και το μήκος κύματος της ενέργειας υπέρυθρης ακτινοβολίας ενός αντικειμένου σχετίζονται στενά με τη θερμοκρασία εμφάνισής του. Επομένως, μετρώντας την υπέρυθρη ενέργεια που εκπέμπεται από ένα ίδιο αντικείμενο, μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια η εξωτερική του θερμοκρασία, η οποία είναι η αντικειμενική βάση για τη μέτρηση της θερμοκρασίας της υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Η αρχή μέτρησης θερμοκρασίας ενός υπέρυθρου θερμομέτρου είναι να μετατρέπει την ενέργεια ακτινοβολίας του υπέρυθρου που εκπέμπεται από ένα αντικείμενο (όπως λιωμένο χάλυβα) σε ηλεκτρικό σήμα. Το μέγεθος της ενέργειας υπέρυθρης ακτινοβολίας αντιστοιχεί στη θερμοκρασία του ίδιου του αντικειμένου (όπως ο λιωμένος χάλυβας) και η θερμοκρασία του αντικειμένου (όπως ο λιωμένος χάλυβας) μπορεί να προσδιοριστεί από την αλλαγή στο μέγεθος του ηλεκτρικού σήματος. Το υπέρυθρο θερμόμετρο αποτελείται από ένα οπτικό σύστημα, φωτοηλεκτρικό ανιχνευτή, ενισχυτή σήματος, τιμωρία επεξεργασίας σήματος, έξοδο απόδοσης και άλλα τμήματα. Το οπτικό σύστημα συγκεντρώνει την ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στόχου στο οπτικό του πεδίο και το μέγεθος του οπτικού πεδίου καθορίζεται από τα οπτικά στοιχεία και τις θέσεις τους του θερμομέτρου. Η υπέρυθρη ενέργεια εστιάζεται στον φωτοανιχνευτή και μετατρέπεται σε αντίστοιχα ηλεκτρικά σήματα. Το σήμα ενισχύεται από έναν ενισχυτή και επεξεργάζεται από ένα κύκλωμα ποινής και στη συνέχεια μετατρέπεται στην τιμή θερμοκρασίας του στόχου μετά από διόρθωση με βάση τον αλγόριθμο της εσωτερικής θεραπείας του οργάνου και την ικανότητα εκπομπής στόχου.
Κατά τη μέτρηση της θερμοκρασίας ενός στόχου χρησιμοποιώντας ένα θερμόμετρο υπέρυθρης ακτινοβολίας, το πρώτο βήμα είναι να μετρήσετε την υπέρυθρη ακτινοβολία του στόχου εντός του εύρους μήκους κύματος του στόχου και, στη συνέχεια, να υπολογίσετε τη θερμοκρασία του στόχου χρησιμοποιώντας το δίσκο του θερμομέτρου. Η αρχή των υπέρυθρων θερμομέτρων μπορεί να χωριστεί σε μονόχρωμα θερμόμετρα και δύο-έγχρωμα θερμόμετρα (χρωμομετρικά θερμόμετρα ακτινοβολίας). Τα μονοχρωματικά θερμόμετρα είναι ανάλογα με την ποσότητα της ακτινοβολίας εντός της ζώνης μήκους κύματος. Το θερμόμετρο διπλού χρώματος είναι ανάλογο με την αναλογία ακτινοβολίας σε δύο ζώνες.
