Jak bardzo emisyjność obiektu wpływa na pomiar temperatury promieniowania?
Rzeczywiste obiekty, które istnieją w naturze, prawie nie są ciałami doskonale czarnymi. Ilość promieniowania wszystkich rzeczywistych obiektów zależy nie tylko od długości fali promieniowania i temperatury obiektu, ale także od rodzaju materiału, z którego obiekt jest wykonany, metody przygotowania, procesu termicznego, stanu powierzchni i warunków środowiskowych. Dlatego, aby prawo promieniowania ciała doskonale czarnego miało zastosowanie do wszystkich przedmiotów praktycznych, należy wprowadzić proporcjonalny współczynnik związany z właściwościami materiału i stanami powierzchni, czyli emisyjnością. Współczynnik ten wskazuje, jak blisko promieniowania cieplnego rzeczywistego obiektu znajduje się promieniowanie ciała doskonale czarnego, a jego wartość mieści się w przedziale od zera do wartości mniejszej niż 1. Zgodnie z prawem promieniowania, dopóki znana jest emisyjność materiału, znana jest charakterystyka promieniowania podczerwonego dowolnego obiektu.
Głównymi czynnikami wpływającymi na emisyjność są: rodzaj materiału, chropowatość powierzchni, struktura fizyczna i chemiczna oraz grubość materiału.
Używając termometru na podczerwień do pomiaru temperatury celu, należy najpierw zmierzyć promieniowanie podczerwone celu w jego paśmie, a następnie temperatura mierzonego celu jest obliczana przez termometr. Pirometry monochromatyczne są proporcjonalne do ilości promieniowania w paśmie; Pirometry dwukolorowe są proporcjonalne do stosunku ilości promieniowania w dwóch pasmach.
System na podczerwień: Termometr na podczerwień składa się z układu optycznego, fotodetektora, wzmacniacza sygnału, przetwarzania sygnału, wyjścia wyświetlacza i innych części. Układ optyczny gromadzi docelową energię promieniowania podczerwonego w swoim polu widzenia, a rozmiar pola widzenia jest określany przez części optyczne termometru i jego położenie. Energia podczerwieni jest skupiana na fotodetektorze i przetwarzana na odpowiedni sygnał elektryczny. Sygnał przechodzi przez obwód wzmacniacza i przetwarzania sygnału i jest konwertowany na wartość temperatury mierzonego celu po skorygowaniu zgodnie z algorytmem wewnętrznej obróbki instrumentu i emisyjności celu.
Prawo promieniowania ciała doskonale czarnego:
Ciało doskonale czarne to wyidealizowany promiennik, który pochłania wszystkie długości fal energii promieniowania, nie odbija ani nie przepuszcza energii i ma emisyjność na swojej powierzchni równą 1. Należy zaznaczyć, że w przyrodzie nie ma ciała doskonale czarnego, jednak w celu wyjaśnienia i uzyskania prawa rozkładu promieniowania podczerwonego należy w badaniach teoretycznych dobrać odpowiedni model, jakim jest skwantowany oscylatorowy model promieniowania jamy ciała zaproponowany przez Plancka, wyprowadzając w ten sposób prawo Plancka dotyczące promieniowania ciała doskonale czarnego, to znaczy promieniowanie widmowe ciała doskonale czarnego reprezentowane przez długość fali, jest punktem wyjścia wszystkich teorii promieniowania podczerwonego, dlatego nazywa się je prawem promieniowania ciała doskonale czarnego.
