Princip rada, podjela i suvremena primjena infracrvenog termometra
Princip mjerenja temperature infracrvenog termometra je pretvaranje energije zračenja infracrvenih zraka koje emitira objekt (kao što je rastaljeni čelik) u električni signal. Veličina energije infracrvenog zračenja odgovara temperaturi samog objekta (kao što je rastaljeni čelik). , može se odrediti temperatura objekta (kao što je rastaljeni čelik). Infracrvena tehnologija mjerenja temperature razvijena je za skeniranje i mjerenje temperature površine s toplinskim promjenama, određivanje njezine slike raspodjele temperature i brzo otkrivanje skrivenih temperaturnih razlika. Ovo je infracrvena termalna kamera. Infracrvene termovizijske kamere prvi put su korištene u vojsci. U 19 godina, TI Corporation iz Sjedinjenih Država razvila je prvi infracrveni skenirajući izviđački sustav na svijetu. Nakon toga, tehnologija infracrvene toplinske slike sukcesivno je korištena u zrakoplovima, tenkovima, ratnim brodovima i drugom oružju u zapadnim zemljama, kao sustav termalnog nišana za izviđanje ciljeva, uvelike je poboljšala sposobnost pretraživanja i pogađanja ciljeva. Infracrvena termovizijska kamera koju proizvodi švedska tvrtka AGA zauzima vodeće mjesto u civilnoj tehnologiji. Međutim, još uvijek je problem kako učiniti tehnologiju infracrvenog mjerenja temperature širokom uporabom. To je tema primjene vrijedna istraživanja.
Infracrveni termometar sastoji se od optičkog sustava, fotoelektričnog detektora, pojačala signala, obrade signala, izlaza zaslona i drugih dijelova. Optički sustav skuplja ciljnu energiju infracrvenog zračenja u svom vidnom polju, a veličina vidnog polja određena je optičkim dijelovima termometra i njegovim položajem. Infracrvena energija se fokusira na fotodetektor i pretvara u odgovarajući električni signal. Signal prolazi kroz pojačalo i krug za obradu signala, te se nakon korekcije prema algoritmu unutarnje obrade instrumenta i emisivnosti mete pretvara u temperaturnu vrijednost izmjerene mete.
U prirodi svi objekti s temperaturom višom od apsolutne nule neprestano emitiraju energiju infracrvenog zračenja u okolni prostor. Veličina energije infracrvenog zračenja objekta i njegova raspodjela prema valnoj duljini - vrlo su blisko povezani s temperaturom njegove površine. Stoga se mjerenjem infracrvene energije koju zrači sam objekt može točno odrediti njegova površinska temperatura, što je objektivna osnova za mjerenje temperature infracrvenog zračenja.
Crno tijelo je idealizirani radijator, koji apsorbira sve valne duljine energije zračenja, nema refleksije i prijenosa energije, a ima emisivnost 1 na svojoj površini. Međutim, praktični objekti u prirodi gotovo da i nisu crna tijela. Qinghe je dobio zakon distribucije infracrvenog zračenja, au teoretskom istraživanju potrebno je odabrati odgovarajući model, a to je kvantizirani oscilatorski model zračenja tjelesne šupljine koji je predložio Planck, te je tako izveo zakon zračenja Planckovog crnog tijela, odnosno crno tijelo izraženo valnom duljinom Spektralno zračenje, koje je polazište svih teorija infracrvenog zračenja, naziva se zakon zračenja crnog tijela. Zračenje svih stvarnih objekata ne ovisi samo o valnoj duljini zračenja i temperaturi objekta, već io vrsti materijala, načinu pripreme i toplinskom procesu objekta. Povezan je s čimbenicima kao što su stanje površine i uvjeti okoliša. Dakle, da bi zakon zračenja crnog tijela bio primjenjiv na sve praktične objekte, potrebno je uvesti proporcionalni koeficijent vezan uz svojstva materijala i površinska stanja, odnosno emisivnost. Ovaj koeficijent predstavlja koliko je toplinsko zračenje stvarnog objekta blisko zračenju crnog tijela, a njegova vrijednost je između nule i vrijednosti manje od 1. Prema zakonu zračenja, sve dok je emisivnost materijala poznata, karakteristike infracrvenog zračenja bilo kojeg objekta su poznate. Glavni čimbenici koji utječu na emisivnost su: vrsta materijala, hrapavost površine, fizikalna i kemijska struktura i debljina materijala. Kada koristite termometar za infracrveno zračenje za mjerenje temperature mete, prvo je potrebno izmjeriti infracrveno zračenje mete unutar njegovog opsega, a zatim termometar izračunava temperaturu izmjerene mete. Monokromatski pirometri proporcionalni su količini zračenja unutar vrpce; dvobojni pirometri proporcionalni su omjeru količine zračenja u dva pojasa.
Infracrveno mjerenje temperature usvaja metodu analize od točke do točke, to jest, toplinsko zračenje lokalnog područja objekta fokusirano je na jedan detektor, a snaga zračenja se pretvara u temperaturu kroz emisivnost poznatog objekta. . Zbog različitih detektiranih objekata, raspona mjerenja i prilika uporabe, dizajn izgleda i unutarnja struktura infracrvenih termometara su različiti, ali osnovna struktura je općenito slična, uglavnom uključujući optički sustav, fotodetektor, pojačalo signala i obradu signala, izlaz zaslona i drugo dijelovi. Infracrveno zračenje koje emitira radijator. Ulaskom u optički sustav, infracrveno zračenje modulatorom modulira u izmjenično zračenje, a detektorom ga pretvara u odgovarajući električni signal. Signal prolazi kroz pojačalo i krug za obradu signala, te se pretvara u temperaturnu vrijednost izmjerene mete nakon korekcije prema algoritmu u instrumentu i ciljanoj emisivnosti.
