Kızılötesi termometrenin çalışma prensibi ve özellikleri
Kara cisim radyasyonu ve kızılötesi sıcaklık ölçüm prensibi
Mutlak sıfırın üzerindeki sıcaklıklara sahip 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 radyasyon yasası: Kara cisim, herhangi bir yansıma veya enerji iletimi olmaksızın tüm dalga boylarındaki radyasyon enerjisini emen idealleştirilmiş bir radyatördür. Yüzey emisyonu 1'dir ve diğer maddelerin yansıma katsayısı 1'den azdır, buna gri cisim denir. Belirtmek gerekir ki doğada gerçek bir kara cisim yoktur ancak kızılötesi radyasyonun dağılım yasasını anlamak ve elde etmek için teorik araştırmalarda uygun bir modelin seçilmesi gerekmektedir. Bu, Planck tarafından önerilen, Planck kara cisim radyasyonu yasasını, yani kara cismin dalga boyu olarak ifade edilen spektral parlaklığını türeten, vücut boşluğu radyasyonunun nicelenmiş osilatör modelidir. Bu, tüm kızılötesi radyasyon teorilerinin, dolayısıyla kara cisim radyasyon yasasının başlangıç noktasıdır.
Kızılötesi termometrenin özellikleri
Mutlak sıfırın üzerindeki sıcaklıklara sahip tüm nesneler, çevredeki alana sürekli olarak kızılötesi radyasyon enerjisi yayar. Kızılötesi radyasyon enerjisinin dalga boyuna göre dağılımı yüzey sıcaklığıyla yakından ilişkilidir. Bu nedenle nesnenin kendisinin yaydığı kızılötesi enerji ölçülerek yüzey sıcaklığı doğru bir şekilde ölçülebilir. Kızılötesi termometreler, çeşitli nesnelerin kendileri tarafından yayılan görünmez kızılötesi radyasyon enerjisini alabilir. Kızılötesi radyasyon, görünür ışık ile radyo dalgaları arasında yer alan elektromanyetik spektrumun bir parçasıdır. Cihaz sıcaklığı ölçtüğünde, ölçülen nesnenin yaydığı kızılötesi radyasyon enerjisi, termometrenin optik sistemi aracılığıyla dedektörde elektrik sinyallerine dönüştürülür ve ölçülen nesnenin yüzey sıcaklığı, kızılötesi termometrenin ekran kısmı aracılığıyla görüntülenir.
Kızılötesi termometrenin özellikleri: temassız ölçüm, geniş sıcaklık ölçüm aralığı, hızlı tepki hızı ve yüksek hassasiyet. Ancak ölçülen nesnenin emisyonunun etkisinden dolayı, ölçülen nesnenin yüzey sıcaklığı olan gerçek sıcaklığını ölçmek neredeyse imkansızdır.
