Який принцип і класифікація інфрачервоного термометра
1. Принцип інфрачервоного випромінювання: поки температура будь-якого об’єкта вища за абсолютний нуль (-273 градус), теплове випромінювання випромінюється назовні. Температура об’єкта різна, випромінювана енергія також різна, і довжина хвилі випромінювання також різна. Однак інфрачервоне випромінювання завжди включається. Для об’єктів з температурою нижче 1,000 градусів за Цельсієм електромагнітна хвиля з найсильнішим тепловим випромінюванням – це інфрачервоні хвилі. Тому вимірювання інфрачервоного випромінювання самого об'єкта дозволяє точно визначити температуру його поверхні. Це об'єктивна основа та основні принципи вимірювання температури інфрачервоним термометром.
Чорне тіло — це ідеалізований випромінювач, який поглинає енергію випромінювання всіх довжин хвиль, не має відбиття та передачі енергії та має коефіцієнт випромінювання на своїй поверхні 1. Проте практичні об’єкти в природі майже не є чорними тілами. Для уточнення та отримання закону розподілу інфрачервоного випромінювання необхідно підібрати відповідну модель у теоретичних дослідженнях. Це квантований осцилятор випромінювання порожнини тіла, запропонований Планком. Це відправна точка всіх теорій інфрачервоного випромінювання, тому його називають законом випромінювання чорного тіла.
Рівень випромінювання всіх реальних об'єктів залежить не тільки від довжини хвилі випромінювання та температури об'єкта, але також від типу матеріалу, методу підготовки, термічної історії, стану поверхні та умов навколишнього середовища об'єкта. Отже, щоб зробити закон випромінювання чорного тіла застосовним до всіх реальних об'єктів, необхідно ввести пропорційний коефіцієнт, пов'язаний з властивостями матеріалу і станом поверхні, тобто коефіцієнт випромінювання. Цей коефіцієнт представляє рівень близькості між тепловим випромінюванням реального об’єкта та випромінюванням чорного тіла, і його значення становить від 0 до 1. Відповідно до закону випромінювання, якщо відома випромінювальна здатність матеріалу, , можна знати характеристики інфрачервоного випромінювання будь-якого об’єкта. Основними факторами, що впливають на випромінювальну здатність пряжі, є: тип матеріалу, шорсткість поверхні, фізико-хімічна структура та товщина матеріалу.
2. Принцип роботи та структура інфрачервоного термометра: У природі всі об’єкти з температурою вище абсолютного нуля постійно випромінюють енергію інфрачервоного випромінювання в навколишній простір. Величина енергії інфрачервоного випромінювання об'єкта та її розподіл за довжиною хвилі дуже тісно залежать від температури його поверхні. Тому, вимірюючи інфрачервону енергію, випромінювану самим об’єктом, можна точно визначити температуру його поверхні, що є об’єктивною основою для вимірювання температури інфрачервоного випромінювання.
Принцип вимірювання температури інфрачервоним термометром полягає в тому, щоб перетворити енергію випромінювання інфрачервоних променів, випромінюваних об’єктом (наприклад, розплавленою сталлю), на електричний сигнал. Розмір енергії інфрачервоного випромінювання відповідає температурі самого об’єкта (наприклад, розплавленої сталі). , можна визначити температуру об’єкта (наприклад, розплавленої сталі). Інфрачервоний термометр складається з оптичної системи, фотоелектричного детектора, підсилювача сигналу, обробки сигналу, виведення дисплея та інших частин. Оптична система збирає цільову енергію інфрачервоного випромінювання у своєму полі зору, а розмір поля зору визначається оптичними частинами термометра та його положенням. Інфрачервона енергія фокусується на фотодетекторі і перетворюється у відповідний електричний сигнал. Сигнал проходить через підсилювач і схему обробки сигналів і змінюється на значення температури вимірюваного об'єкта після корекції відповідно до алгоритму внутрішньої обробки приладу та коефіцієнта випромінювання об'єкта.
При використанні термометра з інфрачервоним випромінюванням для вимірювання температури цілі спочатку необхідно виміряти інфрачервоне випромінювання цілі в межах його діапазону, а потім термометр обчислює температуру цілі, яку потрібно виміряти. Інфрачервоні термометри можна розділити на одноколірні термометри та двоколірні термометри (радіаційні колориметричні термометри) відповідно до принципу. Одноколірний термометр пропорційний радіації в смузі; двоколірний термометр пропорційний випромінюванню в двох смугах. Співвідношення кількості випромінювання пропорційне.
3. Розробка та класифікація інфрачервоних термометрів. Інфрачервона технологія вимірювання температури була розроблена для сканування та вимірювання поверхні з температурними змінами, визначення її зображення розподілу температури та швидкого виявлення прихованих температурних різниць. Це інфрачервоний тепловізор. Інфрачервоні тепловізори почали використовувати у війську. Корпорація TI із Сполучених Штатів розробила першу в світі систему інфрачервоного сканування. Відтоді технологія інфрачервоного тепловізора постійно використовується в літаках, танках, військових кораблях та іншій зброї в західних країнах як теплові приціли для цілей виявлення. У системі значно покращено можливості пошуку та ураження цілей. Інфрачервоні термометри приблизно класифікуються таким чином: (1) інфрачервоні точкові термометри: включаючи портативні та стаціонарні; (2) інфрачервоні сканери; (3) інфрачервоні тепловізійні камери.
