Zasady dotyczące termometrów na podczerwień
Termometr na podczerwień jest niezbędnym narzędziem do wykrywania uszkodzeń wewnętrznej struktury transformatorów mocy, a także ważnym środkiem kontroli i monitorowania jakości produktu. Składa się głównie z układu optycznego, detektora fotoelektrycznego, wzmacniacza sygnału, przetwarzania sygnału, wyjścia wyświetlacza i innych części. Jego praca Zasada jest następująca:
W naturze, gdy temperatura dowolnego obiektu jest wyższa od zera, będzie on w sposób ciągły emitował energię promieniowania podczerwonego do otaczającej przestrzeni, a wielkość i rozkład energii promieniowania są związane z temperaturą powierzchni obiektu. W związku z tym możemy zmierzyć energię promieniowania podczerwonego obiektu, aby określić temperaturę jego powierzchni. Jest to obiektywna podstawa, na której opiera się pomiar temperatury promieniowania podczerwonego.
Przyjrzyjmy się jeszcze jednemu prawu dotyczącemu termometrów na podczerwień.
Prawo promieniowania ciała doskonale czarnego: Ciało doskonale czarne jest wyidealizowanym promiennikiem, który pochłania energię promieniowania o wszystkich długościach fal, 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.
Wpływ emisyjności obiektu na pomiar temperatury promieniowania: rzeczywiste obiekty istniejące w przyrodzie 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 ilość promieniowania podczerwonego celu w jego paśmie, a następnie termometr oblicza temperaturę mierzonego celu. Pirometr monochromatyczny jest proporcjonalny do ilości promieniowania w paśmie; dwukolorowy pirometr jest proporcjonalny do stosunku ilości promieniowania w dwóch pasmach.
