Jaka jest zasada i klasyfikacja termometrów na podczerwień?
1. Zasada podczerwieni: Każdy obiekt, którego temperatura przekracza * * zero stopni (-273 stopni) będzie emitował promieniowanie cieplne na zewnątrz. Różnica temperatur obiektu będzie skutkować różnicą w wypromieniowanej energii i długości fali promieniowania. Jednakże promieniowanie podczerwone jest zawsze uwzględnione. W przypadku obiektów o temperaturze poniżej tysiąca stopni Celsjusza najsilniejszymi falami elektromagnetycznymi, na które działa promieniowanie cieplne, są fale podczerwone. Dlatego mierząc promieniowanie podczerwone samego obiektu, można dokładnie określić jego temperaturę wyglądu. Jest to obiektywna podstawa i podstawowa zasada pomiaru temperatury za pomocą termometru na podczerwień.
Ciało doskonale czarne to wyidealizowany promiennik, który pochłania energię promieniowania o wszystkich długościach fal bez odbicia lub transmisji energii, a jego emisyjność wynosi 1. Jednak prawie wszystkie rzeczywiste obiekty w świecie przyrody nie są ciałami doskonale czarnymi. Aby wyjaśnić i otrzymać prawo dyfuzji promieniowania podczerwonego, należy w badaniach teoretycznych wybrać odpowiedni model. Jest to skwantowany model oscylatora promieniowania jamy ciała zaproponowany przez Plancka, z którego wyprowadzono prawo Plancka dotyczące promieniowania ciała doskonale czarnego, czyli widmową jasność promieniowania ciała doskonale czarnego wyrażoną w długości fali. Jest to punkt wyjścia wszystkich teorii promieniowania podczerwonego, stąd nazywa się je prawem promieniowania ciała doskonale czarnego.
Poziom promieniowania wszystkich rzeczywistych obiektów zależy nie tylko od długości fali promieniowania i temperatury obiektu, ale także od takich czynników, jak rodzaj materiału użytego do budowy obiektu, metody przygotowania, historia termiczna oraz wygląd i warunki. Dlatego, aby zastosować prawo promieniowania ciała czarnego do wszystkich obiektów rzeczywistych, należy wprowadzić współczynnik proporcjonalności związany z właściwościami materiału i stanami wyglądu, czyli emisyjnością. Współczynnik ten reprezentuje poziom bliskości pomiędzy promieniowaniem cieplnym rzeczywistych obiektów a promieniowaniem ciała doskonale czarnego, o wartości od 0 do 1. Zgodnie z prawem promieniowania, jeśli znana jest emisyjność materiału, można określić charakterystykę promieniowania podczerwonego dowolnego obiektu. Do ważnych czynników wpływających na emisyjność przędzy zalicza się rodzaj materiału, chropowatość powierzchni, układ fizyczny i chemiczny oraz grubość materiału.
2. Zasada działania i układ termometru na podczerwień: W świecie przyrody wszystkie obiekty o temperaturze powyżej * * zera stopni w sposób ciągły emitują energię promieniowania podczerwonego do otaczającej przestrzeni. Rozmiar i długość fali energii promieniowania podczerwonego obiektu są ściśle powiązane z jego temperaturą wyglądu. Dlatego też mierząc energię podczerwieni wypromieniowaną przez sam obiekt, można dokładnie określić jego temperaturę zewnętrzną, co stanowi obiektywną podstawę pomiaru temperatury promieniowania podczerwonego.
Zasada pomiaru temperatury za pomocą termometru na podczerwień polega na przekształceniu energii promieniowania podczerwonego emitowanego przez obiekt (taki jak stopiona stal) na sygnał elektryczny. Wielkość energii promieniowania podczerwonego odpowiada temperaturze samego obiektu (np. roztopionej stali), a temperaturę obiektu (np. roztopionej stali) można określić na podstawie zmiany wielkości sygnału elektrycznego. Termometr na podczerwień składa się z układu optycznego, detektora fotoelektrycznego, wzmacniacza sygnału, kary za przetwarzanie sygnału, wydajności wyjściowej i innych działów. Układ optyczny koncentruje docelową energię promieniowania podczerwonego w swoim polu widzenia, a wielkość pola widzenia jest określana przez elementy optyczne i ich położenie w termometrze. Energia podczerwieni skupiana jest na fotodetektorze i przetwarzana na odpowiednie sygnały elektryczne. Sygnał jest wzmacniany przez wzmacniacz i przetwarzany przez obwód karny, a następnie konwertowany na wartość temperatury obiektu docelowego po korekcie na podstawie algorytmu terapii wewnętrznej urządzenia i emisyjności obiektu docelowego.
Podczas pomiaru temperatury obiektu za pomocą termometru na podczerwień, pierwszym krokiem jest zmierzenie promieniowania podczerwonego obiektu w jego zakresie długości fal, a następnie obliczenie temperatury obiektu za pomocą tarczy termometru. Zasada działania termometrów na podczerwień można podzielić na termometry monochromatyczne i dwa-termometry kolorowe (termometry kolorymetryczne radiacyjne). Termometry monochromatyczne są proporcjonalne do ilości promieniowania w danym paśmie długości fali; Termometr dwukolorowy jest proporcjonalny do stosunku promieniowania w dwóch pasmach.
