Arbetsprincip, klassificering och modern tillämpning av infraröd termometer
Temperaturmätningsprincipen för den infraröda termometern är att omvandla strålningsenergin från de infraröda strålarna som sänds ut av föremålet (som smält stål) till en elektrisk signal. Storleken på den infraröda strålningsenergin motsvarar temperaturen på själva föremålet (som smält stål). , kan temperaturen på ett föremål (såsom smält stål) bestämmas. Infraröd temperaturmätningsteknik har utvecklats för att skanna och mäta temperaturen på ytan med termiska förändringar, bestämma dess temperaturfördelningsbild och snabbt upptäcka dolda temperaturskillnader. Detta är den infraröda värmekameran. Infraröda värmekameror användes först inom militären. På 19 år utvecklade TI Corporation i USA världens första infraröda scanningspaningssystem. Efter det användes infraröd termisk avbildningsteknik successivt i flygplan, stridsvagnar, krigsfartyg och andra vapen i västländer, som ett termiskt siktsystem för spaningsmål, det har avsevärt förbättrat möjligheten att söka och träffa mål. Den infraröda värmekameran som produceras av svenska AGA-företaget har en ledande position inom civil teknik. Men hur man gör den infraröda temperaturmätningstekniken allmänt använd är fortfarande ett problem. Det är ett applikationsämne som är värt forskning.
Den infraröda termometern består av optiskt system, fotoelektrisk detektor, signalförstärkare, signalbehandling, displayutgång och andra delar. Det optiska systemet samlar in målenergin för infraröd strålning i sitt synfält, och storleken på synfältet bestäms av termometerns optiska delar och dess position. Infraröd energi fokuseras på en fotodetektor och omvandlas till en motsvarande elektrisk signal. Signalen passerar genom förstärkaren och signalbehandlingskretsen och omvandlas till temperaturvärdet för det uppmätta målet efter att ha korrigerats enligt algoritmen för den interna behandlingen av instrumentet och målets emissivitet.
I naturen sänder alla föremål med en temperatur som är högre än absolut noll konstant infraröd strålningsenergi till det omgivande rummet. Storleken på den infraröda strålningsenergin hos ett föremål och dess fördelning enligt våglängden - har ett mycket nära samband med dess yttemperatur. Därför, genom att mäta den infraröda energin som utstrålas av objektet självt, kan dess yttemperatur bestämmas exakt, vilket är den objektiva grunden för temperaturmätning av infraröd strålning.
En svart kropp är en idealiserad radiator, som absorberar alla våglängder av strålningsenergi, har ingen reflektion och överföring av energi och har en emissivitet på 1 på sin yta. Men praktiska föremål i naturen är nästan inte svarta kroppar. Qinghe erhöll distributionslagen för infraröd strålning, och i teoretisk forskning måste en lämplig modell väljas, som är den kvantiserade oscillatormodellen av kroppshålighetsstrålning som föreslagits av Planck, och härledde därmed lagen för Plancks svarta kroppsstrålning, det vill säga svart kropp uttryckt av våglängd Spektral strålning, som är utgångspunkten för alla teorier om infraröd strålning, kallas lagen för svartkroppsstrålning. Strålningen från alla faktiska objekt beror inte bara på strålningsvåglängden och objektets temperatur, utan också på typen av material, beredningsmetod och objektets termiska process. Det är relaterat till faktorer som yttillstånd och miljöförhållanden. För att göra lagen om svartkroppsstrålning tillämplig på alla praktiska föremål måste därför en proportionell koefficient relaterad till materialegenskaper och yttillstånd införas, det vill säga emissivitet. Denna koefficient representerar hur nära den termiska strålningen från ett verkligt föremål är strålningen från en svart kropp, och dess värde är mellan noll och ett värde mindre än 1. Enligt strålningslagen, så länge som materialets emissivitet är kända, är den infraröda strålningsegenskaperna för alla föremål kända. De viktigaste faktorerna som påverkar emissiviteten är: materialtyp, ytjämnhet, fysikalisk och kemisk struktur och materialtjocklek. När man använder en infraröd strålningstermometer för att mäta temperaturen på ett mål, är det först nödvändigt att mäta den infraröda strålningen från målet inom dess bandområde, och sedan beräknas temperaturen på det uppmätta målet av termometern. Monokroma pyrometrar är proportionella mot mängden strålning inom ett band; tvåfärgspyrometrar är proportionella mot förhållandet mellan mängden strålning i de två banden.
Infraröd temperaturmätning antar en punkt-för-punkt analysmetod, det vill säga värmestrålningen från ett lokalt område av objektet fokuseras på en enda detektor, och strålningseffekten omvandlas till temperatur genom emissiviteten hos det kända objektet . På grund av de olika detekterade föremålen, mätområdena och användningstillfällena är utseendedesignen och den interna strukturen hos infraröda termometrar olika, men den grundläggande strukturen är i allmänhet likartad, huvudsakligen inklusive optiskt system, fotodetektor, signalförstärkare och signalbehandling, displayutgång och annat delar. Infraröd strålning som sänds ut av en radiator. När den kommer in i det optiska systemet, moduleras den infraröda strålningen till alternerande strålning av modulatorn och omvandlas till en motsvarande elektrisk signal av detektorn. Signalen passerar genom förstärkaren och signalbehandlingskretsen och omvandlas till temperaturvärdet för det uppmätta målet efter att ha korrigerats enligt algoritmen i instrumentet och målemissiviteten.
