Comprendere profondamente il principio di funzionamento del termometro a infrarossi
Il termometro a infrarossi è costituito da un sistema ottico, un fotorilevatore, un amplificatore di segnale, un'elaborazione del segnale, un'uscita display e altri componenti. Il sistema ottico raccoglie l'energia della radiazione infrarossa del bersaglio all'interno del suo campo visivo e la dimensione del campo visivo è determinata dai componenti ottici e dalla loro posizione del termometro. L'energia infrarossa viene focalizzata sul fotorilevatore e convertita nei corrispondenti segnali elettrici. Il segnale viene convertito nel valore di temperatura del target testato dopo essere stato amplificato ed elaborato dal circuito di elaborazione del segnale e corretto in base all'algoritmo di trattamento interno dello strumento e all'emissività del target.
In natura, tutti gli oggetti con temperature superiori allo zero emettono costantemente energia di radiazione infrarossa nello spazio circostante. La dimensione e la distribuzione della lunghezza d'onda dell'energia della radiazione infrarossa di un oggetto sono strettamente correlate alla sua temperatura superficiale. Pertanto, misurando l'energia infrarossa emessa da un oggetto stesso, è possibile misurare con precisione la sua temperatura superficiale, che costituisce la base oggettiva per la misurazione della temperatura della radiazione infrarossa.
Il corpo nero è un radiatore idealizzato che assorbe l'energia della radiazione di tutte le lunghezze d'onda senza alcuna riflessione o trasmissione di energia. La sua emissività superficiale è 1. Tuttavia, quasi tutti gli oggetti presenti in natura non sono corpi neri. Per comprendere e ottenere la legge di distribuzione della radiazione infrarossa, è necessario scegliere un modello adatto nella ricerca teorica, che è il modello dell'oscillatore quantizzato della radiazione della cavità corporea proposto da Planck. Ciò porta alla legge della radiazione del corpo nero di Planck, che è la radianza spettrale dei corpi neri espressa in lunghezza d'onda. Questo è il punto di partenza di tutte le teorie sulla radiazione infrarossa, da qui la legge sulla radiazione del corpo nero. La quantità di radiazione di tutti gli oggetti reali non dipende solo dalla lunghezza d'onda della radiazione e dalla temperatura dell'oggetto, ma anche da fattori come il tipo di materiale, il metodo di preparazione, il processo termico, lo stato della superficie e le condizioni ambientali che compongono l'oggetto. oggetto. Pertanto, affinché la legge sulla radiazione del corpo nero si applichi a tutti gli oggetti pratici, è necessario introdurre un coefficiente proporzionale legato alle proprietà del materiale e agli stati superficiali, vale a dire l'emissività. Questo coefficiente rappresenta la vicinanza tra la radiazione termica dell'oggetto reale e la radiazione del corpo nero, con un valore compreso tra zero e un valore inferiore a 1. Secondo la legge della radiazione, purché sia nota l'emissività di un materiale, l'infrarosso le caratteristiche di radiazione di qualsiasi oggetto sono note. I principali fattori che influenzano l'emissività includono il tipo di materiale, la rugosità superficiale, la struttura fisico-chimica e lo spessore del materiale.
Quando si misura la temperatura di un target utilizzando un termometro a radiazione infrarossa, il primo passo è misurare la radiazione infrarossa del target entro il suo intervallo di lunghezze d'onda, quindi il termometro calcola la temperatura del target misurato. Il termometro monocromatico è proporzionale alla quantità di radiazione all'interno della banda; Il termometro bicolore è proporzionale al rapporto di radiazione in entrambe le bande.
