Jak wybrać odpowiedni termometr w podczerwieni
Wyjaśniono zasadę roboczą termometrów podczerwieni i na podstawie doświadczenia w pracach kalibracyjnych w dziale metrologii podsumowano metodę wyboru odpowiednich termometrów podczerwieni.
Zasada pomiaru temperatury termometru w podczerwieni jest przekształcenie energii promieniowania emitowanej przez obiekt (taki jak stal stopiony) w sygnał elektryczny. Wielkość energii promieniowania w podczerwieni odpowiada temperaturze samego obiektu (takiej jak stopiona stal). W oparciu o wielkość przekonwertowanego sygnału elektrycznego można określić temperaturę obiektu (taką jak stopiona stal).
Termometr podczerwieni składa się z układu optycznego, fotodetektora, wzmacniacza sygnału, przetwarzania sygnału, wyjścia wyświetlania i innych komponentów. Układ optyczny koncentruje energię promieniowania w podczerwieni celu w jego polu widzenia, a wielkość pola widzenia jest określana przez komponenty optyczne i ich pozycje termometru. Energia na podczerwień koncentruje się na fotodetektorze i przekształcana w odpowiednie sygnały elektryczne, które są wzmacniane i przetwarzane przez obwód przetwarzania sygnału i skalibrowany zgodnie z wbudowanym algorytmem i docelową emisyjnością instrumentu
W naturze wszystkie obiekty o temperaturach powyżej bezwzględnego zera stale emitują energię promieniowania podczerwieni do otaczającej przestrzeni. Rozkład wielkości i długości fali energii promieniowania w podczerwieni obiektu są ściśle związane z jego temperaturą powierzchni. Dlatego pomiarem energii podczerwieni promieniowanej przez sam obiekt, jego temperaturę powierzchni można dokładnie określić, co jest celem pomiaru temperatury promieniowania w podczerwieni.
Body Black jest wyidealizowanym chłodnicy, który pochłania energię promieniowania wszystkich długości fali bez odbicia lub przenoszenia energii, a jej emisyjność powierzchniowa wynosi 1. Jednak rzeczywiste obiekty istniejące w naturze prawie nie są czarne. Aby wyjaśnić i uzyskać prawo dystrybucyjne promieniowania podczerwieni, należy wybrać odpowiedni model w badaniach teoretycznych. Jest to kwantyzowany model oscylatora promieniowania wnęki ciała zaproponowany przez Plancka, który wyprowadził Plancka promieniowania czarnego ciała, a mianowicie promieniowanie spektralne promieniowania czarnego wyrażonego na długości fali. Jest to punkt początkowy wszystkich teorii promieniowania podczerwieni, stąd nazywa się to prawem promieniowania ciała czarnego. Poziom promieniowania wszystkich rzeczywistych obiektów zależy nie tylko od długości fali promieniowania i temperatury obiektu, ale także od czynników takich jak rodzaj materiału, metoda przygotowania, proces termiczny, stan powierzchni i warunki środowiskowe, które składają się na obiekt. Dlatego, aby uprawnić prawo promieniowania ciała czarnego zastosowane do wszystkich obiektów praktycznych, należy wprowadzić współczynnik proporcjonalności związany z właściwościami materialnymi i stanami powierzchniowymi, a mianowicie emisyjność. Współczynnik ten reprezentuje stopień, w jakim promieniowanie termiczne rzeczywistego obiektu jest bliskie promieniowaniu ciała czarnego, z wartościami między zero a wartościami mniejszymi niż 1. Zgodnie z prawem promieniowania, o ile znana jest emisyjność materiału, znana jest charakterystyka promieniowania podczerwieni dowolnego obiektu. Główne czynniki wpływające na emisyjność obejmują rodzaj materiału, chropowatość powierzchni, strukturę fizyczną i chemiczną oraz grubość materiału.
