Înțelegeți profund principiul de funcționare al termometrului cu infraroșu
Termometrul cu infraroșu constă dintr-un sistem optic, un fotodetector, un amplificator de semnal, procesare a semnalului, ieșire de afișare și alte componente. Sistemul optic adună energia radiației infraroșii a țintei în câmpul său vizual, iar dimensiunea câmpului vizual este determinată de componentele optice și de pozițiile acestora ale termometrului. Energia infraroșu este focalizată pe fotodetector și convertită în semnale electrice corespunzătoare. Semnalul este convertit în valoarea temperaturii țintei testate după ce a fost amplificat și procesat de circuitul de procesare a semnalului și corectat în funcție de algoritmul de tratament intern al instrumentului și emisivitatea țintei.
În natură, toate obiectele cu temperaturi peste zero emit în mod constant energie de radiație infraroșie în spațiul înconjurător. Mărimea și distribuția lungimii de undă a energiei radiației infraroșii a unui obiect sunt strâns legate de temperatura suprafeței acestuia. Prin urmare, prin măsurarea energiei infraroșii emise de un obiect însuși, temperatura suprafeței acestuia poate fi măsurată cu precizie, care este baza obiectivă pentru măsurarea temperaturii radiației infraroșii.
Blackbody este un radiator idealizat care absoarbe energia radiației de toate lungimile de undă fără nicio reflectare sau transmitere a energiei. Emisivitatea sa de suprafață este 1. Cu toate acestea, aproape toate obiectele reale prezente în natură nu sunt corpuri negre. Pentru a înțelege și obține legea de distribuție a radiației infraroșii, este necesar să se aleagă un model potrivit în cercetarea teoretică, care este modelul oscilator cuantizat al radiației cavității corpului propus de Planck. Acest lucru duce la legea radiației corpurilor negre Planck, care este radiația spectrală a corpurilor negre exprimată în lungime de undă. Acesta este punctul de plecare al tuturor teoriilor radiației infraroșii, de unde legea radiației corpului negru. Cantitatea de radiație a tuturor obiectelor reale nu depinde numai de lungimea de undă a radiației și de temperatura obiectului, ci și de factori precum tipul de material, metoda de preparare, procesul termic, starea suprafeței și condițiile de mediu care alcătuiesc obiect. Prin urmare, pentru ca legea radiației corpului negru să se aplice tuturor obiectelor practice, este necesar să se introducă un coeficient proporțional legat de proprietățile materialelor și stările de suprafață, și anume emisivitatea. Acest coeficient reprezintă proximitatea dintre radiația termică a obiectului propriu-zis și radiația corpului negru, cu o valoare între zero și o valoare mai mică de 1. Conform legii radiațiilor, atâta timp cât se cunoaște emisivitatea unui material, infraroșul sunt cunoscute caracteristicile de radiație ale oricărui obiect. Principalii factori care afectează emisivitatea includ tipul materialului, rugozitatea suprafeței, structura fizico-chimică și grosimea materialului.
Când se măsoară temperatura unei ținte folosind un termometru cu radiații infraroșii, primul pas este măsurarea radiației infraroșii a țintei în intervalul de lungimi de undă a acesteia, iar apoi termometrul calculează temperatura țintei măsurate. Termometrul monocromatic este proporțional cu cantitatea de radiație din bandă; Termometrul cu două culori este proporțional cu raportul de radiație din ambele benzi.
