Οδηγίες για τον τρόπο ρύθμισης της εκπομπής ενός θερμόμετρου υπερύθρων
Υπέρυθρη (IR) ακτινοβολία
Η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι πανταχού παρούσα και ατελείωτη, και όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των αντικειμένων, τόσο πιο έντονο γίνεται το φαινόμενο της ακτινοβολίας. Το κενό μπορεί να μεταδώσει την ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τον ήλιο μέσω 93 εκατομμυρίων μιλίων χρόνου και χώρου στη Γη, όπου απορροφάται από εμάς και μας φέρνει ζεστασιά. Όταν στεκόμαστε μπροστά από το ψυγείο τροφίμων στο εμπορικό κέντρο, η θερμότητα της υπέρυθρης ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το σώμα μας απορροφάται από τα τρόφιμα που βρίσκονται στο ψυγείο, με αποτέλεσμα να νιώθουμε πολύ δροσεροί. Το φαινόμενο της ακτινοβολίας είναι πολύ εμφανές και στα δύο παραδείγματα, και μπορούμε ξεκάθαρα να αισθανθούμε τις αλλαγές και να αισθανθούμε την ύπαρξή του.
Όταν πρέπει να ποσοτικοποιήσουμε την επίδραση της υπέρυθρης ακτινοβολίας, πρέπει να μετρήσουμε τη θερμοκρασία της υπέρυθρης ακτινοβολίας, η οποία απαιτεί τη χρήση ενός υπέρυθρου θερμόμετρου. Διαφορετικά υλικά παρουσιάζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά υπέρυθρης ακτινοβολίας. Πριν χρησιμοποιήσουμε ένα υπέρυθρο θερμόμετρο για την ανάγνωση της θερμοκρασίας, πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε τις βασικές αρχές μέτρησης της υπέρυθρης ακτινοβολίας και τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά υπέρυθρης ακτινοβολίας του μετρούμενου υλικού.
Εκπομπή υπερύθρων=ρυθμός απορρόφησης+ανακλαστικότητα+μετάδοση
Ανεξάρτητα από τον τύπο της υπέρυθρης ακτινοβολίας, μόλις εκπέμψει, θα απορροφηθεί, επομένως, ποσοστό απορρόφησης=εκπομπής. Το υπέρυθρο θερμόμετρο διαβάζει την ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας που εκπέμπεται από την επιφάνεια του αντικειμένου. Το υπέρυθρο ραδιόμετρο δεν μπορεί να διαβάσει την ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας που χάνεται στον αέρα. Επομένως, στην πρακτική εργασία μέτρησης, μπορούμε να αγνοήσουμε τη μετάδοση. Με αυτόν τον τρόπο, λαμβάνουμε έναν βασικό τύπο για τη μέτρηση της υπέρυθρης ακτινοβολίας:
Υπέρυθρη εκπομπή=εκπομπή - ανακλαστικότητα
Η ανάκλαση είναι αντιστρόφως ανάλογη της εκπομπής και όσο ισχυρότερη είναι η ικανότητα ενός αντικειμένου να ανακλά την υπέρυθρη ακτινοβολία, τόσο πιο αδύναμη είναι η ικανότητά του να εκπέμπει υπέρυθρη ακτινοβολία. Συνήθως, η οπτική επιθεώρηση χρησιμοποιείται για να προσδιορίσει χονδρικά την ανακλαστικότητα ενός αντικειμένου. Ο νέος χαλκός έχει υψηλότερη ανακλαστικότητα αλλά χαμηλότερη εκπομπή (0,07-0,2), ο οξειδωμένος χαλκός έχει χαμηλότερη ανακλαστικότητα αλλά υψηλότερη εκπομπή (0,6-0,7) και ο χαλκός που γίνεται μαύρος λόγω έντονης οξείδωσης έχει ακόμη χαμηλότερη ανακλαστικότητα αλλά υψηλότερη εκπομπή (0,88). Η ικανότητα εκπομπής στη συντριπτική πλειοψηφία των βαμμένων επιφανειών είναι πολύ υψηλή (0,9-0,95), ενώ η ανακλαστικότητα μπορεί να αγνοηθεί.
Για τη συντριπτική πλειονότητα των υπέρυθρων θερμομέτρων, η απαιτούμενη ρύθμιση είναι η ονομαστική ικανότητα εκπομπής του δοκιμασμένου υλικού, η οποία συνήθως είναι προ-ρυθμισμένη στο 0,95. Αυτό είναι αρκετό για τη μέτρηση οργανικών υλικών ή βαμμένων επιφανειών.
Ρυθμίζοντας την ικανότητα εκπομπής του θερμομέτρου, μπορεί να αντισταθμιστεί το πρόβλημα της ανεπαρκούς ενέργειας υπέρυθρης ακτινοβολίας στην επιφάνεια ορισμένων υλικών, ειδικά των μεταλλικών υλικών. Μόνο όταν υπάρχει μια πηγή υπέρυθρης ακτινοβολίας υψηλής θερμοκρασίας κοντά στην επιφάνεια του αντικειμένου που μετράται και ανακλάται, χρειάζεται να ληφθεί υπόψη η επίδραση της ανακλαστικότητας στη μέτρηση.
