Αρχή λειτουργίας του υπέρυθρου θερμομέτρου
Η κατανόηση της αρχής λειτουργίας, των τεχνικών δεικτών, των περιβαλλοντικών συνθηκών εργασίας, της λειτουργίας και συντήρησης των υπέρυθρων θερμομέτρων είναι η βάση για να επιλέξουν και να χρησιμοποιήσουν σωστά τα υπέρυθρα θερμόμετρα. Το υπέρυθρο θερμόμετρο αποτελείται από οπτικό σύστημα, φωτοηλεκτρικό ανιχνευτή, ενισχυτή σήματος, επεξεργασία σήματος, έξοδο οθόνης και άλλα μέρη. Το οπτικό σύστημα συλλέγει την ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στόχο στο οπτικό του πεδίο και το μέγεθος του οπτικού πεδίου καθορίζεται από τα οπτικά μέρη και τη θέση του θερμομέτρου. Η υπέρυθρη ενέργεια εστιάζεται σε έναν φωτοανιχνευτή και μετατρέπεται σε αντίστοιχο ηλεκτρικό σήμα. Το σήμα μετατρέπεται στην τιμή θερμοκρασίας του μετρούμενου στόχου αφού βαθμονομηθεί από τον ενισχυτή και το κύκλωμα επεξεργασίας σήματος σύμφωνα με τον αλγόριθμο μέσα στο όργανο και την ικανότητα εκπομπής στόχου. Επιπλέον, θα πρέπει επίσης να λαμβάνονται υπόψη οι περιβαλλοντικές συνθήκες του στόχου και του θερμομέτρου, όπως η επίδραση παραγόντων όπως η θερμοκρασία, η ατμόσφαιρα, η ρύπανση και οι παρεμβολές στους δείκτες απόδοσης και στη μέθοδο διόρθωσης.
Όλα τα αντικείμενα με θερμοκρασία μεγαλύτερη από το απόλυτο μηδέν εκπέμπουν συνεχώς ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στον περιβάλλοντα χώρο. Το μέγεθος της ενέργειας υπέρυθρης ακτινοβολίας ενός αντικειμένου και η κατανομή του ανάλογα με το μήκος κύματος έχουν πολύ στενή σχέση με τη θερμοκρασία της επιφάνειάς του. Επομένως, μετρώντας την υπέρυθρη ενέργεια που εκπέμπεται από το ίδιο το αντικείμενο, μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια η θερμοκρασία της επιφάνειάς του, η οποία είναι η αντικειμενική βάση για τη μέτρηση της θερμοκρασίας της υπέρυθρης ακτινοβολίας. ο
Νόμος της ακτινοβολίας μαύρου σώματος: Ένα μαύρο σώμα είναι ένα εξιδανικευμένο θερμαντικό σώμα, το οποίο απορροφά ενέργεια ακτινοβολίας όλων των μηκών κύματος, δεν έχει ανάκλαση και μετάδοση ενέργειας και έχει ικανότητα εκπομπής 1 στην επιφάνειά του. Πρέπει να σημειωθεί ότι δεν υπάρχει πραγματικό μαύρο σώμα στη φύση, αλλά για να αποσαφηνιστεί και να ληφθεί ο νόμος κατανομής της υπέρυθρης ακτινοβολίας, πρέπει να επιλεγεί ένα κατάλληλο μοντέλο στη θεωρητική έρευνα, το οποίο είναι το κβαντισμένο μοντέλο ταλαντωτή της ακτινοβολίας της κοιλότητας του σώματος που προτείνεται από τον Planck, εξάγοντας έτσι τον νόμο του Planck για την ακτινοβολία μαύρου σώματος, δηλαδή τη φασματική ακτινοβολία του μαύρου σώματος που αντιπροσωπεύεται από το μήκος κύματος, είναι το σημείο εκκίνησης όλων των θεωριών υπέρυθρης ακτινοβολίας, γι' αυτό ονομάζεται νόμος της ακτινοβολίας μαύρου σώματος.
Η επίδραση της εκπομπής αντικειμένων στη μέτρηση της θερμοκρασίας της ακτινοβολίας: τα πραγματικά αντικείμενα που υπάρχουν στη φύση δεν είναι σχεδόν 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 τον τύπο του υλικού που αποτελεί το αντικείμενο, τη μέθοδο παρασκευής, τη θερμική διαδικασία, την κατάσταση της επιφάνειας και τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Επομένως, για να καταστεί ο νόμος της ακτινοβολίας μαύρου σώματος εφαρμόσιμος σε όλα τα πρακτικά αντικείμενα, πρέπει να εισαχθεί ένας αναλογικός συντελεστής που σχετίζεται με τις ιδιότητες των υλικών και τις επιφανειακές καταστάσεις, δηλαδή την ικανότητα εκπομπής. Αυτός ο συντελεστής δείχνει πόσο κοντά είναι η θερμική ακτινοβολία του πραγματικού αντικειμένου στην ακτινοβολία του μαύρου σώματος και η τιμή του είναι μεταξύ μηδέν και τιμής μικρότερης του 1. Σύμφωνα με το νόμο της ακτινοβολίας, εφόσον είναι γνωστή η ικανότητα εκπομπής του υλικού, Τα χαρακτηριστικά της υπέρυθρης ακτινοβολίας οποιουδήποτε αντικειμένου είναι γνωστά.
Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την εκπομπή είναι: ο τύπος του υλικού, η τραχύτητα της επιφάνειας, η φυσική και χημική δομή και το πάχος του υλικού.
Όταν χρησιμοποιείτε ένα θερμόμετρο υπέρυθρης ακτινοβολίας για τη μέτρηση της θερμοκρασίας ενός στόχου, είναι πρώτα απαραίτητο να μετρήσετε την υπέρυθρη ακτινοβολία του στόχου εντός του εύρους ζώνης του και, στη συνέχεια, η θερμοκρασία του μετρούμενου στόχου υπολογίζεται από το θερμόμετρο. Τα μονοχρωματικά πυρόμετρα είναι ανάλογα με την ποσότητα της ακτινοβολίας μέσα σε μια ζώνη. Τα πυρόμετρα διπλού χρώματος είναι ανάλογα με την αναλογία της ποσότητας ακτινοβολίας στις δύο ζώνες.
Σύστημα υπέρυθρων: Το υπέρυθρο θερμόμετρο αποτελείται από οπτικό σύστημα, φωτοανιχνευτή, ενισχυτή σήματος, επεξεργασία σήματος, έξοδο οθόνης και άλλα μέρη. Το οπτικό σύστημα συγκεντρώνει την ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στόχου στο οπτικό του πεδίο και το μέγεθος του οπτικού πεδίου καθορίζεται από τα οπτικά μέρη του θερμομέτρου και τη θέση του. Η υπέρυθρη ενέργεια εστιάζεται σε έναν φωτοανιχνευτή και μετατρέπεται σε αντίστοιχο ηλεκτρικό σήμα. Το σήμα διέρχεται από τον ενισχυτή και το κύκλωμα επεξεργασίας σήματος και μετατρέπεται στην τιμή θερμοκρασίας του μετρούμενου στόχου αφού διορθωθεί σύμφωνα με τον αλγόριθμο της εσωτερικής επεξεργασίας του οργάνου και την εκπομπή του στόχου.
