Förstå djupgående arbetsprincipen för infraröd termometer
Den infraröda termometern består av ett optiskt system, en fotodetektor, en signalförstärkare, signalbehandling, displayutgång och andra komponenter. Det optiska systemet samlar in den infraröda strålningsenergin från målet inom sitt synfält, och storleken på synfältet bestäms av de optiska komponenterna och deras positioner på termometern. Infraröd energi fokuseras på fotodetektorn och omvandlas till motsvarande elektriska signaler. Signalen omvandlas till temperaturvärdet för det testade målet efter att ha förstärkts och bearbetats av signalbehandlingskretsen, och korrigeras enligt algoritmen för instrumentets interna behandling och målemissiviteten.
I naturen sänder alla föremål med temperaturer över noll ständigt ut infraröd strålningsenergi till det omgivande rummet. Storleken och våglängdsfördelningen av infraröd strålningsenergi för ett objekt är nära relaterade till dess yttemperatur. Därför, genom att mäta den infraröda energin som sänds ut av ett objekt själv, kan dess yttemperatur mätas noggrant, vilket är den objektiva grunden för temperaturmätning av infraröd strålning.
Blackbody är en idealiserad radiator som absorberar strålningsenergi av alla våglängder utan någon reflektion eller överföring av energi. Dess ytemissionsförmåga är 1. Men nästan alla faktiska föremål som finns i naturen är inte svarta kroppar. För att förstå och erhålla distributionslagen för infraröd strålning är det nödvändigt att välja en lämplig modell inom teoretisk forskning, vilket är den kvantiserade oscillatormodellen av kroppshålighetsstrålning som Planck föreslagit. Detta leder till lagen för Planck svartkroppsstrålning, som är den spektrala strålningen hos svarta kroppar uttryckt i våglängd. Detta är utgångspunkten för alla teorier om infraröd strålning, därav lagen om svartkroppsstrålning. Strålningsmängden för alla faktiska objekt beror inte bara på strålningens våglängd och objektets temperatur, utan också på faktorer som materialtyp, beredningsmetod, termisk process, yttillstånd och miljöförhållanden som utgör objekt. Därför, för att lagen om svartkroppsstrålning ska gälla för alla praktiska föremål, är det nödvändigt att införa en proportionell koefficient relaterad till materialegenskaper och yttillstånd, nämligen emissivitet. Denna koefficient representerar närheten mellan den termiska strålningen från det faktiska föremålet och den svarta kroppsstrålningen, med ett värde mellan noll och ett värde mindre än 1. Enligt lagen om strålning, så länge som emissiviteten för ett material är känd, är det infraröda strålningsegenskaperna för alla föremål är kända. De viktigaste faktorerna som påverkar emissiviteten inkluderar materialtyp, ytråhet, fysikalisk-kemisk struktur och materialtjocklek.
När man mäter temperaturen på ett mål med en infraröd strålningstermometer är det första steget att mäta den infraröda strålningen från målet inom dess våglängdsområde, och sedan beräknar termometern temperaturen på det uppmätta målet. Den monokromatiska termometern är proportionell mot strålningsmängden inom bandet; Tvåfärgstermometern är proportionell mot förhållandet mellan strålning i båda banden.
