Знакомство с принципом работы инфракрасного термометра.
Инфракрасный термометр состоит из оптической системы, фотодетектора, усилителя сигнала, обработки сигнала, вывода на дисплей и других частей: оптическая система собирает энергию инфракрасного излучения цели в своем поле зрения, а размер поля зрения определяется оптические части термометра. И его положение определено. Инфракрасная энергия фокусируется на фотодетекторе и преобразуется в соответствующий электрический сигнал. Сигнал проходит через усилитель и схему обработки сигнала и преобразуется в температуру измеряемой цели после корректировки по алгоритму внутренней обработки прибора и значения коэффициента излучения цели.
В природе все объекты с температурой выше абсолютного нуля постоянно излучают энергию инфракрасного излучения в окружающее пространство. Величина энергии инфракрасного излучения объекта и ее распределение по длине волны имеют очень тесную связь с температурой его поверхности. Следовательно, путем измерения инфракрасной энергии, излучаемой самим объектом, можно точно определить температуру его поверхности, что является объективной основой для измерения температуры инфракрасного излучения.
Черное тело — это идеализированный излучатель, который поглощает все длины волн лучистой энергии, не имеет отражения или передачи энергии и имеет коэффициент излучения 1 на своей поверхности. Однако практические объекты в природе почти не являются черными телами. Для уточнения и получения распределения инфракрасного излучения в теоретических исследованиях необходимо выбрать соответствующую модель. Это модель квантованного осциллятора излучения полости тела, предложенная Планком. Таким образом, был получен закон планковского излучения черного тела, то есть спектральная яркость черного тела, выраженная длиной волны, которая является отправной точкой всех теорий инфракрасного излучения, поэтому она называется законом излучения черного тела. Количество излучения всех реальных объектов зависит не только от длины волны излучения и температуры объекта, но также от типа материала, из которого состоит объект, метода подготовки, термического процесса, состояния поверхности и условий окружающей среды. Поэтому, чтобы сделать закон излучения черного тела применимым ко всем практическим объектам, необходимо ввести пропорциональный коэффициент, связанный со свойствами материала и состоянием поверхности, т. е. излучательную способность. Этот коэффициент указывает, насколько близко тепловое излучение реального объекта к излучению черного тела, и его значение находится в диапазоне от нуля до значения меньше 1. Согласно закону излучения, если коэффициент излучения материала известен, характеристики инфракрасного излучения любого объекта известны. Основными факторами, влияющими на коэффициент излучения, являются: тип материала, шероховатость поверхности.
степень, физико-химическая структура и толщина материала и т. д.
При использовании термометра инфракрасного излучения для измерения температуры цели сначала необходимо измерить инфракрасное излучение цели в пределах его полосы пропускания, а затем термометром рассчитывается температура измеряемой цели. Монохромный термометр пропорционален излучению в полосе; двухцветный термометр пропорционален соотношению излучений в двух диапазонах.
