Принцип работы инфракрасного термометра
Понимание принципа работы, технических показателей, условий окружающей среды, эксплуатации и технического обслуживания инфракрасных термометров является основой для правильного выбора и использования пользователями инфракрасных термометров. 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 и положением термометра. Инфракрасная энергия фокусируется на фотодетекторе и преобразуется в соответствующий электрический сигнал. Сигнал преобразуется в значение температуры измеряемой цели после калибровки усилителем и схемой обработки сигнала в соответствии с алгоритмом внутри прибора и излучательной способностью цели. Кроме того, следует также учитывать условия окружающей среды цели и термометра, такие как влияние таких факторов, как температура, атмосфера, загрязнение и помехи, на рабочие показатели и метод коррекции.
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. в
Закон излучения черного тела: Черное тело представляет собой идеализированный излучатель, который поглощает энергию излучения всех длин волн, не имеет отражения и 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, таким образом выведя планковский закон излучения черного тела, то есть спектральную освещенность черного тела, представленную длиной волны, является отправной точкой всех теорий инфракрасного излучения, поэтому он называется законом излучения черного тела.
Влияние коэффициента излучения объекта на измерение температуры излучения: 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 известны.
Основными факторами, влияющими на коэффициент излучения, являются: тип материала, шероховатость поверхности, физическая и химическая структура и толщина материала.
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 соотношению количества излучения в двух диапазонах.
Инфракрасная система: Инфракрасный термометр состоит из оптической системы, фотодетектора, 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 корректировки по алгоритму внутренней обработки прибора и коэффициента излучения цели.
