Doğru Kızılötesi Termometre Giriş Nasıl Seçilir
Kızılötesi termometrelerin çalışma prensibi açıklanmıştır ve metroloji bölümündeki kalibrasyon çalışmalarındaki deneyime dayanarak, uygun kızılötesi termometrelerin seçilmesi için bir yöntem özetlenmiştir.
Kızılötesi bir termometrenin sıcaklık ölçüm prensibi, bir nesne (erimiş çelik gibi) tarafından yayılan radyasyon enerjisini bir elektrik sinyaline dönüştürmektir. Kızılötesi radyasyon enerjisinin büyüklüğü, nesnenin (erimiş çelik gibi) sıcaklığına karşılık gelir. Dönüştürülen elektrik sinyalinin büyüklüğüne dayanarak, nesnenin sıcaklığı (erimiş çelik gibi) belirlenebilir.
Kızılötesi termometre bir optik sistem, bir fotodetektör, bir sinyal amplifikatörü, sinyal işleme, ekran çıkışı ve diğer bileşenlerden oluşur. Optik sistem, görüş alanı içinde hedefin kızılötesi radyasyon enerjisini yoğunlaştırır ve görüş alanının boyutu optik bileşenler ve bunların termometre konumları tarafından belirlenir. Kızılötesi enerji, fotodetektöre odaklanır ve bir sinyal işleme devresi tarafından amplifiye edilen ve işlenen ve yerleşik algoritmaya ve cihazın hedef emisyonuna göre kalibre edilen karşılık gelen elektrik sinyallerine dönüştürülür.
Doğada, mutlak sıfırın üzerindeki sıcaklıkları olan tüm nesneler sürekli olarak kuşatma alanına kızılötesi radyasyon enerjisi yayar. Bir nesnenin kızılötesi radyasyon enerjisinin boyut ve dalga boyu dağılımı, yüzey sıcaklığı ile yakından ilişkilidir. Bu nedenle, bir nesnenin kendisi tarafından yayılan kızılötesi enerjiyi ölçerek, yüzey sıcaklığı doğru bir şekilde belirlenebilir, bu da kızılötesi radyasyon sıcaklığı ölçümünün objektif temelidir.
Bir kara cisim, herhangi bir yansıma veya enerji iletimi olmadan tüm dalga boylarının radyasyon enerjisini emen idealize edilmiş bir radyatördür ve yüzey emisyonu 1'dir. Ancak, doğada var olan gerçek nesneler neredeyse karathaneler değildir. Kızılötesi radyasyonun dağıtım yasasını açıklığa kavuşturmak ve elde etmek için teorik araştırmalarda uygun bir model seçilmelidir. Bu, Planck tarafından Planck'ın kara cisim radyasyonu yasasını, yani dalga boyunda ifade edilen kara cisim radyasyonunun spektral ışıltısını elde eden Planck tarafından önerilen vücut boşluğu radyasyonunun nicelendirilmiş osilatör modelidir. Bu, tüm kızılötesi radyasyon teorilerinin başlangıç noktasıdır, dolayısıyla buna kara cisim radyasyon yasası denir. Tüm gerçek nesnelerin radyasyon seviyesi sadece nesnenin radyasyon dalga boyuna ve sıcaklığına değil, aynı zamanda malzeme tipi, hazırlık yöntemi, termal işlem, yüzey durumu ve nesneyi oluşturan çevresel koşullar gibi faktörlere de bağlıdır. Bu nedenle, kara cisim radyasyon yasasını tüm pratik nesneler için geçerli hale getirmek için, malzeme özellikleri ve yüzey durumları ile ilgili bir orantılılık katsayısı, yani emisyon getirilmelidir. Bu katsayı, gerçek bir nesnenin termal radyasyonunun kara cisim radyasyonuna yakın olduğunu, sıfır ve 1'den daha düşük değerler arasındaki değerleri temsil eder. Radyasyon yasasına göre, bir malzemenin emisyonu bilindiği sürece, herhangi bir nesnenin kızılötesi radyasyon özellikleri bilinir. Emisyonu etkileyen ana faktörler arasında malzeme tipi, yüzey pürüzlülüğü, fiziksel ve kimyasal yapı ve malzeme kalınlığı yer alır.
