Qual è il principio di funzionamento del termometro a infrarossi?
Principio di funzionamento del termometro esterno
Comprendere il principio di funzionamento, gli indicatori tecnici, le condizioni ambientali di lavoro, il funzionamento e la manutenzione del termometro a infrarossi al di fuori del gruppo serve ad aiutare gli utenti a scegliere e utilizzare correttamente il termometro a infrarossi.
Tutti gli oggetti con una temperatura superiore allo zero assoluto emettono costantemente energia di radiazione infrarossa nello spazio circostante. Le caratteristiche della radiazione infrarossa di un oggetto - la dimensione dell'energia della radiazione e la sua distribuzione per lunghezza d'onda - hanno una relazione molto stretta con la sua temperatura superficiale. Pertanto, misurando l'energia infrarossa irradiata dall'oggetto stesso, è possibile determinare con precisione la sua temperatura superficiale, che è la base oggettiva per la misurazione della temperatura della radiazione infrarossa.
Legge sulla radiazione del corpo nero:
Un corpo nero è un radiatore idealizzato che assorbe tutte le lunghezze d'onda dell'energia radiante, non ha riflessione o trasmissione di energia e ha un'emissività di 1 sulla sua superficie. Va sottolineato che non esiste un vero corpo nero in natura, ma per chiarire e ottenere la legge di distribuzione della radiazione infrarossa, è necessario selezionare un modello appropriato nella ricerca teorica, che è il modello dell'oscillatore quantizzato della radiazione della cavità corporea proposto da Planck, così che la legge di Planck sulla radiazione del corpo nero, cioè l'irradianza spettrale del corpo nero rappresentata dalla lunghezza d'onda, è il punto di partenza di tutte le teorie sulla radiazione infrarossa, quindi è chiamata la legge della radiazione del corpo nero.
Effetto dell'emissività dell'oggetto sulla misurazione della temperatura di radiazione:
Gli oggetti reali che esistono in natura non sono quasi corpi neri. La quantità di radiazione di tutti gli oggetti reali dipende non solo dalla lunghezza d'onda della radiazione e dalla temperatura dell'oggetto, ma anche dal tipo di materiale che costituisce l'oggetto, dal metodo di preparazione, dal processo termico, dallo stato della superficie e dalle condizioni ambientali. Pertanto, per rendere applicabile la legge della radiazione del corpo nero a tutti gli oggetti pratici, è necessario introdurre un coefficiente proporzionale relativo alle proprietà del materiale e agli stati superficiali, ovvero l'emissività. Questo coefficiente indica quanto è vicina la radiazione termica dell'oggetto reale alla radiazione del corpo nero e il suo valore è compreso tra zero e un valore inferiore a 1. Secondo la legge della radiazione, purché sia nota l'emissività del materiale, si possono conoscere le caratteristiche della radiazione infrarossa di qualsiasi oggetto.
I principali fattori che influenzano l'emissività sono:
Tipo di materiale, rugosità superficiale, struttura fisica e chimica e spessore del materiale, ecc.
Quando si utilizza un termometro a radiazione infrarossa per misurare la temperatura di un bersaglio, è prima necessario misurare la radiazione infrarossa del bersaglio all'interno del suo intervallo di banda, quindi la temperatura del bersaglio misurato viene calcolata dal termometro. I pirometri monocromatici sono proporzionali alla quantità di radiazione in una banda: i pirometri a due colori sono proporzionali al rapporto tra la quantità di radiazione nelle due bande.
Sistema a infrarossi:
Il termometro a infrarossi è composto da sistema ottico, rilevatore fotoelettrico, amplificatore di segnale, elaborazione del segnale, uscita display e altre parti. Il sistema ottico raccoglie l'energia della radiazione infrarossa del bersaglio nel suo campo visivo e la dimensione del campo visivo è determinata dalle parti ottiche del termometro e dalla sua posizione. L'energia infrarossa viene focalizzata su un fotorilevatore e convertita in un corrispondente segnale elettrico. Il segnale passa attraverso l'amplificatore e il circuito di elaborazione del segnale e viene convertito nel valore di temperatura del target misurato dopo essere stato corretto secondo l'algoritmo del trattamento interno dello strumento e l'emissività del target.
