Termometr na podczerwień nie emituje promieni podczerwonych do pomiaru temperatury?
Co to jest promieniowanie ciała doskonale czarnego?
To, co istnieje w świecie, jest rozsądne, a to, co istnieje, nie ma własnego znaczenia i wartości. Rzadko zdarza się znaleźć światło podczerwone. Co może zrobić? Możemy używać promieni podczerwonych jako pilotów, a technologia teledetekcji wykorzystuje długie fale promieni podczerwonych. Oczywiście mowa tu także o pomiarze temperatury. W jaki sposób termometr na podczerwień wykorzystuje promienie podczerwone do pomiaru temperatury? Najpierw zrozummy promieniowanie ciała doskonale czarnego. Tak zwane czarne ciało odnosi się do czarnego obiektu? Ciało doskonale czarne jest w rzeczywistości wyidealizowanym obiektem, który może pochłaniać całe zewnętrzne promieniowanie elektromagnetyczne bez żadnego odbicia i transmisji. Nieważne jaki obiekt, jeśli jego temperatura jest wyższa od zera absolutnego, emituje fale elektromagnetyczne. Fale elektromagnetyczne to oscylujące fale cząstek emitowane w przestrzeni przez pola elektryczne i pola magnetyczne, które są w fazie i są do siebie prostopadłe. Są to pola elektromagnetyczne, które rozchodzą się w postaci fal. Ciało doskonale czarne wygląda na czarne, gdy temperatura jest niższa niż 700 K, ale dzieje się tak tylko dlatego, że energia promieniowania emitowana przez ciało czarne poniżej 700 K jest bardzo mała, a długość fali promieniowania wykracza poza zakres światła widzialnego. Jeśli temperatura ciała czarnego będzie wyższa niż powyższa temperatura, ciało czarne nie będzie już czarne, zacznie zmieniać kolor na czerwony, a wraz ze wzrostem temperatury pojawią się kolory pomarańczowy, żółty, biały i inne. Biorąc za przykład stal, zgodnie z procesem wzrostu temperatury zmienia ona kolor odpowiednio na czerwony, pomarańczowy i żółty. Gdy temperatura przekroczy 1300 stopni Celsjusza, zaczyna zmieniać kolor na biały i niebieski. Kiedy ciało czarne zmienia kolor na biały, emituje również dużą ilość światła ultrafioletowego.
Wśród nich moc promieniowania na jednostkę powierzchni nazywa się p, T jest temperaturą bezwzględną, a σ jest stałą. Słońce można w przybliżeniu uważać za ciało doskonale czarne. Ludzie zmierzyli moc promieniowania na jednostkę powierzchni słońca na 6×10^7 watów na metr kwadratowy. Zgodnie z powyższym wzorem można stwierdzić, że temperatura powierzchni Słońca wynosi 5700 kelwinów, czyli 5153,7 stopnia Celsjusza. Po raz pierwszy ludzie obliczyli temperaturę powierzchni Słońca. .
Temperaturę powierzchni słońca można zmierzyć daleko na niebie, więc czy nie byłoby łatwo zmierzyć temperaturę powierzchni ludzkiego ciała tuż przed nami? A więc to właśnie widzieliśmy. Personel strzelał do nas z termometrem na podczerwień w rękach. Termometr na podczerwień może zebrać moc promieniowania na jednostkę powierzchni czoła i zmierzyć temperaturę ciała. Temperatura ciała człowieka wynosi około 37 stopni, a wypromieniowane fale elektromagnetyczne skupiają się głównie w paśmie podczerwieni, dlatego ta metoda pomiaru temperatury nazywa się pomiarem temperatury w podczerwieni. Widząc to, rozumiemy, że termometr na podczerwień sam w sobie nie emituje promieni podczerwonych do pomiaru temperatury, ale nasze ciało ludzkie emituje promienie podczerwone, a termometr na podczerwień zbiera te promienie podczerwone.
Co zajęło od oddania strzału do pokazania liczb?
Teraz wiemy, że termometr na podczerwień mierzy moc promieniowania podczerwonego przypadającą na jednostkę powierzchni czoła, wiemy też, że temperaturę można obliczyć ze wzoru, więc w jaki sposób możemy wyświetlić wartość temperatury na wyświetlaczu? Termometr na podczerwień składa się z układu optycznego, detektora fotoelektrycznego, wzmacniacza sygnału, przetwarzania sygnału, wyjścia wyświetlacza i innych części. Układ optyczny skupia docelową energię promieniowania podczerwonego w swoim polu widzenia, a energia podczerwona jest skupiana na fotodetektorze i przekształcana w odpowiedni sygnał elektryczny. Sygnał elektryczny jest wzmacniany, filtrowany, konwertowany na sygnał analogowy i przesyłany do mikrokontrolera (małego, ale kompletnego mikrokomputera zintegrowanego z chipem krzemowym) w celu przetworzenia sygnału. Wyświetlacz ciekłokrystaliczny wyświetla wartość temperatury mierzonego obiektu.
