Принцип действия и характеристики инфракрасных термометров
1. Излучение черного тела и принцип инфракрасной термометрии
Все объекты с температурой выше абсолютного нуля постоянно излучают энергию инфракрасного излучения в окружающее пространство. Размер энергии инфракрасного излучения объекта и ее распределение по длине волны — и температура его поверхности имеют очень тесную взаимосвязь. Следовательно, путем измерения инфракрасной энергии, излучаемой самим объектом, можно будет точно определить температуру его поверхности, что является объективной основой термометрии инфракрасного излучения.
Закон излучения черного тела: черное тело представляет собой идеализированное тело излучения, которое поглощает все длины волн лучистой энергии, не отражает и не пропускает энергию, излучательная способность его поверхности равна 1, коэффициент отражения другого материала меньше 1, известный как серое тело. Следует отметить, что реального черного тела в природе не существует, но для выяснения и получения закона распределения инфракрасного излучения в теоретическом исследовании необходимо выбрать соответствующую модель, которую Планк предложил путем вибронного квантования излучения полостей тела. модель, которая привела к закону Планка об излучении черного тела, то есть выраженному в длинах волн спектральному излучению черного тела, что является отправной точкой всей теории инфракрасного излучения, поэтому его называют законом излучения черного тела.
Особенности инфракрасного термометра
Все объекты с температурой выше абсолютного нуля постоянно посылают энергию инфракрасного излучения в окружающее пространство. Величина распределения энергии инфракрасного излучения по длине волны и температура его поверхности имеют очень тесную взаимосвязь. Таким образом, благодаря измерению инфракрасной энергии, излучаемой самим объектом, он сможет точно измерить температуру его поверхности. Инфракрасный термометр может принимать различные объекты, которые сами излучают невидимую энергию инфракрасного излучения. Инфракрасное излучение является частью электромагнитного спектра, инфракрасное находится между видимым светом и радиоволнами. При измерении температуры прибора энергия инфракрасного излучения, излучаемая испытуемым объектом, через оптическую систему пирометра в детекторе преобразуется в электрический сигнал и через инфракрасный пирометр отображает часть температуры поверхности испытуемого объекта.
Особенности инфракрасного термометра: бесконтактное измерение, широкий температурный диапазон, быстрая скорость отклика, высокая чувствительность. Однако из-за влияния излучательной способности измеряемого объекта практически невозможно измерить реальную температуру измеряемого объекта, измерением является температура поверхности.
