Каков принцип работы инфракрасного термометра?
Принцип работы внешнего термометра
Понимание принципа работы, технических показателей, условий окружающей среды, эксплуатации и технического обслуживания инфракрасного термометра вне группы должно помочь пользователям правильно выбрать и использовать инфракрасный термометр.
Все объекты с температурой выше абсолютного нуля постоянно излучают энергию инфракрасного излучения в окружающее пространство. Характеристики инфракрасного излучения объекта — величина энергии излучения и ее распределение по длинам волн — очень тесно связаны 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.
Закон излучения черного тела:
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. Следует указать, что реального черного тела в природе не существует, но для выяснения и получения закона распределения инфракрасного излучения в теоретических исследованиях необходимо выбрать соответствующую модель, которой является предложенная модель квантованного осциллятора излучения полости тела. Планком, так что планковский закон излучения черного тела, то есть спектральная освещенность черного тела, представленная длиной волны, является отправной точкой всех теорий инфракрасного излучения, поэтому он называется законом излучения черного тела.
Влияние коэффициента излучения объекта на измерение радиационной температуры:
Реальные объекты, существующие в природе, почти не являются черными телами. 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 могут быть известны.
Основными факторами, влияющими на излучательную способность, являются:
Тип материала, шероховатость поверхности, физическая и 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. Монохроматические пирометры пропорциональны количеству излучения в полосе: двухцветные пирометры пропорциональны отношению количества излучения в двух полосах.
Инфракрасная система:
Инфракрасный термометр состоит из оптической системы, фотоэлектрического детектора, усилителя сигнала, устройства обработки сигнала, дисплея и других частей. Оптическая система улавливает энергию инфракрасного излучения цели в своем поле зрения, а размер поля зрения определяется оптическими частями термометра и его положением. Инфракрасная энергия фокусируется на фотодетекторе и преобразуется в соответствующий электрический сигнал. Сигнал проходит через усилитель и схему обработки сигналов и преобразуется в значение температуры измеряемой цели после коррекции по алгоритму внутренней обработки прибора и коэффициента излучения цели.
