Глибоко зрозуміти принцип роботи інфрачервоного термометра
Інфрачервоний термометр складається з оптичної системи, фотодетектора, підсилювача сигналу, обробки сигналу, виведення дисплея та інших компонентів. Оптична система збирає енергію інфрачервоного випромінювання цілі в межах свого поля зору, а розмір поля зору визначається оптичними компонентами та їх положенням термометра. Інфрачервона енергія фокусується на фотодетекторі і перетворюється у відповідні електричні сигнали. Сигнал перетворюється на значення температури досліджуваної мішені після посилення та обробки схемою обробки сигналу та коригується відповідно до алгоритму внутрішньої обробки приладу та випромінювальної здатності мішені.
У природі всі об'єкти з температурою вище нуля постійно випромінюють в навколишній простір енергію інфрачервоного випромінювання. Розмір і розподіл довжини хвилі енергії інфрачервоного випромінювання об'єкта тісно пов'язані з температурою його поверхні. Таким чином, шляхом вимірювання інфрачервоної енергії, випромінюваної самим об’єктом, можна точно виміряти температуру його поверхні, що є об’єктивною основою для вимірювання температури інфрачервоного випромінювання.
Чорне тіло — це ідеалізований випромінювач, який поглинає енергію випромінювання всіх довжин хвиль без будь-якого відбиття або передачі енергії. Його поверхнева випромінювальна здатність дорівнює 1. Проте майже всі реальні об’єкти, присутні в природі, не є чорними тілами. Щоб зрозуміти та отримати закон розподілу інфрачервоного випромінювання, необхідно вибрати відповідну модель у теоретичних дослідженнях, якою є модель квантованого осцилятора випромінювання порожнини тіла, запропонована Планком. Це призводить до закону випромінювання чорного тіла Планка, який є спектральним випромінюванням чорного тіла, вираженим у довжині хвилі. Це відправна точка всіх теорій інфрачервоного випромінювання, отже, закон випромінювання чорного тіла. Рівень випромінювання всіх фактичних об’єктів залежить не лише від довжини хвилі випромінювання та температури об’єкта, а й від таких факторів, як тип матеріалу, метод підготовки, термічний процес, стан поверхні та умови навколишнього середовища, які складають об’єкт. об'єкт. Отже, для того, щоб закон випромінювання чорного тіла застосовувався до всіх практичних об’єктів, необхідно ввести пропорційний коефіцієнт, пов’язаний із властивостями матеріалу та станом поверхні, а саме коефіцієнт випромінювання. Цей коефіцієнт являє собою близькість між тепловим випромінюванням фактичного об’єкта та випромінюванням чорного тіла зі значенням від нуля до значення менше 1. Відповідно до закону випромінювання, доки відома випромінювальна здатність матеріалу, інфрачервоне випромінювання радіаційні характеристики будь-якого об'єкта відомі. Основні фактори, що впливають на випромінювальну здатність, включають тип матеріалу, шорсткість поверхні, фізико-хімічну структуру та товщину матеріалу.
Під час вимірювання температури цілі за допомогою термометра з інфрачервоним випромінюванням першим кроком є вимірювання інфрачервоного випромінювання цілі в діапазоні довжин хвиль, а потім термометр обчислює температуру вимірюваної цілі. Монохроматичний термометр пропорційний кількості випромінювання в смузі; Двоколірний термометр пропорційний відношенню випромінювання в обох діапазонах.
