Likumi par infrasarkanajiem termometriem
Infrasarkanais termometrs ir būtisks instruments jaudas transformatoru iekšējās struktūras bojājumu noteikšanai, kā arī svarīgs produktu kvalitātes kontroles un uzraudzības līdzeklis. Tas galvenokārt sastāv no optiskās sistēmas, fotoelektriskā detektora, signāla pastiprinātāja, signālu apstrādes, displeja izejas un citām daļām. Tās darbības princips ir šāds:
Dabā, kad jebkura objekta temperatūra ir augstāka par nulli, tas nepārtraukti izstaros infrasarkanā starojuma enerģiju apkārtējā telpā, un starojuma enerģijas lielums un sadalījums ir saistīts ar objekta virsmas temperatūru. Tāpēc mēs varam izmērīt objekta infrasarkanās enerģijas starojumu, lai noteiktu tā virsmas temperatūru. Tas ir objektīvs pamats, uz kura balstās infrasarkanā starojuma temperatūras mērīšana.
Apskatīsim vēl vienu likumu par infrasarkanajiem termometriem.
Melnā ķermeņa starojuma likums: melns ķermenis ir idealizēts radiators, kas absorbē visu viļņu garumu starojuma enerģiju, tam nav atstarošanas un enerģijas pārraides, un tā virsmas emisijas koeficients ir 1. Jānorāda, ka dabā īsta melnā ķermeņa nav, taču, lai noskaidrotu un iegūtu infrasarkanā starojuma sadalījuma likumu, teorētiskajos pētījumos ir jāizvēlas atbilstošs modelis, kas ir piedāvātais ķermeņa dobuma starojuma kvantētā oscilatora modelis. Planka autors, tādējādi atvasinot Planka melnā ķermeņa starojuma likumu, tas ir, melnā ķermeņa spektrālais spožums, kas attēlots ar viļņa garumu, ir visu infrasarkanā starojuma teoriju sākumpunkts, tāpēc to sauc par melnā ķermeņa starojuma likumu.
Objekta izstarojuma ietekme uz radiācijas temperatūras mērījumiem: faktiskie dabā esošie objekti gandrīz nav melni ķermeņi. Visu faktisko objektu starojuma daudzums ir atkarīgs ne tikai no starojuma viļņa garuma un objekta temperatūras, bet arī no objekta materiāla veida, sagatavošanas metodes, termiskā procesa, virsmas stāvokļa un vides apstākļiem. Tāpēc, lai melnā ķermeņa starojuma likums būtu piemērojams visiem praktiskiem objektiem, ir jāievieš proporcionāls koeficients, kas saistīts ar materiāla īpašībām un virsmas stāvokļiem, tas ir, izstarojuma koeficients. Šis koeficients norāda, cik tuvs faktiskā objekta termiskais starojums ir melnā ķermeņa starojumam, un tā vērtība ir no nulles līdz vērtībai, kas ir mazāka par 1. Saskaņā ar starojuma likumu, ja vien ir zināma materiāla izstarojuma īpašība, tad, ja ir zināma materiāla izstarojuma koeficients, tas ir mazāks par 1. ir zināmi jebkura objekta infrasarkanā starojuma raksturlielumi. Galvenie faktori, kas ietekmē emisiju, ir: materiāla veids, virsmas raupjums, fizikālā un ķīmiskā struktūra un materiāla biezums.
Izmantojot infrasarkano termometru mērķa temperatūras mērīšanai, vispirms ir jāizmēra mērķa infrasarkanā starojuma daudzums tā joslas diapazonā, un pēc tam termometrs aprēķina izmērītā mērķa temperatūru. Monohromatiskais pirometrs ir proporcionāls starojuma daudzumam diapazonā; divu krāsu pirometrs ir proporcionāls starojuma daudzuma attiecībai abās joslās.
