Dziļi izprotiet infrasarkanā termometra darbības principu
Infrasarkanais termometrs sastāv no optiskās sistēmas, fotodetektora, signāla pastiprinātāja, signāla apstrādes, displeja izejas un citām sastāvdaļām. Optiskā sistēma savā redzes laukā savāc mērķa infrasarkanā starojuma enerģiju, un redzes lauka lielumu nosaka optiskie komponenti un to termometra pozīcijas. Infrasarkanā enerģija tiek fokusēta uz fotodetektoru un pārveidota atbilstošos elektriskos signālos. Signāls tiek pārveidots par pārbaudītā mērķa temperatūras vērtību pēc pastiprināšanas un apstrādes ar signālu apstrādes ķēdi, un tiek koriģēts saskaņā ar instrumenta iekšējās apstrādes algoritmu un mērķa emisijas spēju.
Dabā visi objekti ar temperatūru virs nulles pastāvīgi izstaro infrasarkanā starojuma enerģiju apkārtējā telpā. Objekta infrasarkanā starojuma enerģijas lielums un viļņa garuma sadalījums ir cieši saistīts ar tā virsmas temperatūru. Tāpēc, mērot infrasarkano enerģiju, ko izstaro pats objekts, var precīzi izmērīt tā virsmas temperatūru, kas ir objektīvs pamats infrasarkanā starojuma temperatūras mērīšanai.
Blackbody ir idealizēts radiators, kas absorbē visu viļņu garumu starojuma enerģiju bez jebkādas atstarošanas vai enerģijas pārraides. Tā virsmas emisijas koeficients ir 1. Tomēr gandrīz visi faktiskie dabā esošie objekti nav melnie ķermeņi. Lai izprastu un iegūtu infrasarkanā starojuma sadalījuma likumu, teorētiskajos pētījumos ir jāizvēlas piemērots modelis, kas ir Planka piedāvātais ķermeņa dobuma starojuma kvantētā oscilatora modelis. Tas noved pie Planka melnā ķermeņa starojuma likuma, kas ir melno ķermeņu spektrālais spožums, kas izteikts viļņa garumā. Tas ir visu infrasarkanā starojuma teoriju sākumpunkts, līdz ar to melnā ķermeņa starojuma likums. Visu faktisko objektu starojuma daudzums ir atkarīgs ne tikai no starojuma viļņa garuma un objekta temperatūras, bet arī no tādiem faktoriem kā materiāla veids, sagatavošanas metode, termiskais process, virsmas stāvoklis un vides apstākļi, kas veido objektu. objektu. Tāpēc, lai melnā ķermeņa starojuma likums attiektos uz visiem praktiskiem objektiem, ir nepieciešams ieviest proporcionālu koeficientu, kas saistīts ar materiāla īpašībām un virsmas stāvokļiem, proti, emisijas spēju. Šis koeficients atspoguļo tuvumu starp faktiskā objekta termisko starojumu un melnā ķermeņa starojumu ar vērtību no nulles līdz vērtībai, kas ir mazāka par 1. Saskaņā ar starojuma likumu, kamēr ir zināma materiāla izstarojuma koeficients, infrasarkanais starojums. ir zināmi jebkura objekta starojuma raksturlielumi. Galvenie faktori, kas ietekmē emisiju, ir materiāla veids, virsmas raupjums, fizikāli ķīmiskā struktūra un materiāla biezums.
Mērot mērķa temperatūru, izmantojot infrasarkanā starojuma termometru, pirmais solis ir mērīt mērķa infrasarkano starojumu tā viļņu garuma diapazonā, un pēc tam termometrs aprēķina izmērītā mērķa temperatūru. Monohromatiskais termometrs ir proporcionāls starojuma daudzumam diapazonā; Divu krāsu termometrs ir proporcionāls starojuma attiecībai abās joslās.
