Закони інфрачервоного термометра
Інфрачервоний термометр є важливим інструментом для виявлення внутрішніх структурних дефектів силових трансформаторів, а також важливим засобом контролю та моніторингу якості продукції. В основному він складається з оптичної системи, фотодетектора, підсилювача сигналу, обробки сигналу, виведення дисплея та інших частин. Принцип його роботи представлений таким чином:
У природі, коли температура будь-якого об’єкта вище нуля, він постійно випромінює енергію інфрачервоного випромінювання в навколишній простір. Розмір і розподіл енергії випромінювання пов'язані з температурою поверхні об'єкта. Таким чином, ми можемо виміряти випромінювання, яке випромінює об’єкт. Інфрачервона енергія використовується для визначення температури його поверхні. Це об'єктивна основа, на якій базується вимірювання температури інфрачервоного випромінювання.
Давайте розглянемо інший закон про інфрачервоні термометри.
Закон випромінювання чорного тіла: Чорне тіло є ідеалізованим випромінювачем. Він поглинає випромінювальну енергію всіх довжин хвиль, не має відображення або передачі енергії, і має коефіцієнт випромінювання 1 на своїй поверхні. Слід зазначити, що справжнього чорного тіла в природі не існує, але для уточнення та отримання закону розподілу інфрачервоного випромінювання необхідно в теоретичних дослідженнях вибрати відповідну модель. Це модель квантованого осцилятора випромінювання порожнини тіла, запропонована Планком, таким чином виводячи закон Планка про випромінювання чорного тіла, тобто спектральне випромінювання чорного тіла, виражене в довжині хвилі, є відправною точкою всіх теорій інфрачервоного випромінювання, тому його називають закон випромінювання чорного тіла.
Вплив випромінювальної здатності об’єкта на радіаційну термометрію: Майже всі існуючі в природі об’єкти не є чорними тілами. Рівень випромінювання всіх фактичних об’єктів залежить не лише від довжини хвилі випромінювання та температури об’єкта, але й від таких факторів, як тип матеріалу, метод підготовки, термічний процес, стан поверхні та умови навколишнього середовища об’єкта. Отже, щоб зробити закон випромінювання чорного тіла застосовним до всіх реальних об’єктів, необхідно ввести пропорційний коефіцієнт, пов’язаний із властивостями матеріалу та станом поверхні, тобто коефіцієнт випромінювання. Цей коефіцієнт показує, наскільки теплове випромінювання фактичного об’єкта наближене до випромінювання чорного тіла, і його значення становить від нуля до значення менше 1. Відповідно до закону випромінювання, доки відома випромінювальна здатність матеріалу, інфрачервоне випромінювання характеристики будь-якого об'єкта можна знати. Основними факторами, які впливають на випромінювальну здатність, є: тип матеріалу, шорсткість поверхні, фізична та хімічна структура та товщина матеріалу.
При використанні інфрачервоного термометра для вимірювання температури об’єкта необхідно спочатку виміряти інфрачервоне випромінювання об’єкта в межах його діапазону, а потім термометр розраховує температуру об’єкта вимірювання. Одноколірний термометр пропорційний кількості радіації в смузі; двоколірного термометра пропорційна відношенню кількості випромінювання в двох смугах.
