Kızılötesi termometrenin çalışma prensibini derinlemesine anlayın
Kızılötesi termometre bir optik sistem, bir fotodetektör, bir sinyal yükseltici, sinyal işleme, ekran çıkışı ve diğer bileşenlerden oluşur. Optik sistem, hedefin kızılötesi radyasyon enerjisini kendi görüş alanı içinde toplar ve görüş alanının boyutu, optik bileşenler ve bunların termometrenin konumları tarafından belirlenir. Kızılötesi enerji fotodetektöre odaklanır ve karşılık gelen elektrik sinyallerine dönüştürülür. Sinyal, sinyal işleme devresi tarafından güçlendirilip işlendikten sonra test edilen hedefin sıcaklık değerine dönüştürülür ve cihazın dahili işleme algoritmasına ve hedef emisyonuna göre düzeltilir.
Doğada, sıcaklığı sıfırın üzerinde olan tüm nesneler, çevredeki alana sürekli olarak kızılötesi radyasyon enerjisi yayar. Bir nesnenin kızılötesi radyasyon enerjisinin boyutu ve dalga boyu dağılımı, yüzey sıcaklığıyla yakından ilişkilidir. Bu nedenle, bir nesnenin kendisi tarafından yayılan kızılötesi enerji ölçülerek, nesnenin yüzey sıcaklığı doğru bir şekilde ölçülebilir; bu, kızılötesi radyasyon sıcaklığı ölçümünün objektif temelidir.
Kara cisim, herhangi bir enerji yansıması veya iletimi olmaksızın tüm dalga boylarındaki radyasyon enerjisini emen idealleştirilmiş bir radyatördür. Yüzey emisyonu 1'dir. Bununla birlikte, doğada bulunan hemen hemen tüm gerçek nesneler kara cisim değildir. Kızılötesi radyasyonun dağılım yasasını anlamak ve elde etmek için, teorik araştırmalarda uygun bir model olan Planck tarafından önerilen vücut boşluğu radyasyonunun kuantize osilatör modelinin seçilmesi gerekmektedir. Bu, kara cisimlerin dalga boyuyla ifade edilen spektral parlaklığı olan Planck kara cisim radyasyonu yasasına yol açar. Bu, tüm kızılötesi radyasyon teorilerinin, dolayısıyla kara cisim radyasyon yasasının başlangıç noktasıdır. Tüm gerçek nesnelerin radyasyon miktarı yalnızca radyasyonun dalga boyuna ve nesnenin sıcaklığına bağlı değildir, aynı zamanda malzeme türü, hazırlama yöntemi, ısıl işlem, yüzey durumu ve ortamı oluşturan çevre koşulları gibi faktörlere de bağlıdır. nesne. Bu nedenle, kara cisim radyasyon yasasının tüm pratik nesnelere uygulanabilmesi için, malzeme özellikleri ve yüzey durumlarıyla ilgili orantılı bir katsayının, yani emisyonun tanıtılması gerekir. Bu katsayı, sıfır ile 1'den küçük bir değer arasında bir değerle, gerçek nesnenin termal radyasyonu ile kara cisim radyasyonu arasındaki yakınlığı temsil eder. Radyasyon yasasına göre, bir malzemenin emisyonu bilindiği sürece, kızılötesi Herhangi bir nesnenin radyasyon özellikleri bilinmektedir. Emissiviteyi etkileyen ana faktörler arasında malzeme türü, yüzey pürüzlülüğü, fizikokimyasal yapı ve malzeme kalınlığı yer alır.
Kızılötesi radyasyon termometresi kullanarak bir hedefin sıcaklığını ölçerken ilk adım, hedefin kızılötesi radyasyonunu kendi dalga boyu aralığında ölçmek ve ardından termometre ölçülen hedefin sıcaklığını hesaplamaktır. Monokromatik termometre bant içindeki radyasyon miktarıyla orantılıdır; Çift renkli termometre her iki banttaki radyasyon oranıyla orantılıdır.
