Kızılötesi termometrenin teorik prensipleri ve kızılötesi termometrenin uygulamaları
Sıcaklığı ölçmenin birçok yolu vardır. Termometreler iki kategoriye ayrılabilir: temaslı sıcaklık ölçüm cihazları ve temassız sıcaklık ölçüm cihazları. Temas türleri arasında bilinen sıvı termometreler, termokupl termometreler, dirençli termal termometreler vb. yer alır. Hepimizin bildiği gibi sıcaklık, ısıtma, gaz besleme, havalandırma ve iklimlendirme sistemlerinde en önemli parametrelerden biridir. Özellikle termal ölçüm sürecinde sıcaklığın doğruluğu genellikle deneyin başarısını veya başarısızlığını belirlemenin anahtarıdır. Bu nedenle mühendislikte yüksek sıcaklık ölçüm cihazı esastır. Bu nedenle bu makalede sıcaklık ölçüm araçlarından kızılötesi termometrelerin çalışma prensipleri ve uygulamaları tanıtılacaktır.
Kızılötesi sıcaklık ölçümünün teorik prensibi:
Doğada, bir nesnenin sıcaklığı sıfırdan yüksek olduğunda, iç termal hareketin varlığı nedeniyle, nesne çevreye sürekli olarak 0.75μm~100μm dalga boyu aralığına sahip kızılötesi ışınlar da dahil olmak üzere elektromanyetik dalgalar yayar. . Özelliği, belirli bir sıcaklık ve dalga boyunda, bir nesnenin yaydığı radyant enerjinin büyük bir değere sahip olmasıdır. Bu malzemeye siyah cisim adı verilir ve yansıma katsayısı 1 olarak ayarlanır. Diğer malzemelerin yansıma katsayısı 1'den küçüktür buna da siyah cisim denir. Gri cisim, çünkü siyah cismin spektral radyasyon gücü P (λT) ile sıcaklık T arasındaki ilişki Planck yasasını karşılar. T sıcaklığında, λ dalga boyunda siyah cismin birim alan başına ışıma gücünün P(λT) olduğunu gösterir.
Sıcaklık arttıkça cismin ışınım enerjisi güçlenir. Bu, kızılötesi radyasyon teorisinin başlangıç noktasıdır ve tek bantlı kızılötesi termometrelerin tasarımının temelidir.
Sıcaklık arttıkça radyasyon zirvesi kısa dalga yönüne (sola doğru) doğru hareket eder ve Wien'in kayma teoremini karşılar. Zirvedeki dalga boyu, T sıcaklığıyla ters orantılıdır ve noktalı çizgi, zirveleri birleştiren çizgidir. Bu formül bize neden yüksek sıcaklık termometrelerinin çoğunlukla kısa dalgalarda, düşük sıcaklık termometrelerinin ise çoğunlukla uzun dalgalarda çalıştığını anlatır.
Yayılan enerjinin sıcaklıkla değişim hızı, kısa dalga boylarında uzun dalga boylarına göre daha fazladır. Yani, kısa dalga boylarında çalışan termometreler nispeten yüksek bir sinyal-gürültü oranına (yüksek hassasiyet) ve güçlü bir anti-parazite sahiptir. Termometre en yüksek dalga boyunda çalışmaya çalışmalıdır. Bu özellikle küçük düşük sıcaklık hedefleri durumunda önemlidir.
Kızılötesi termometre optik sistem, fotoelektrik dedektör, sinyal yükseltici, sinyal işleme, ekran çıkışı ve diğer parçalardan oluşur. Ölçülen nesneden ve geri besleme kaynağından gelen radyasyon modülatör tarafından modüle edilir ve daha sonra kızılötesi dedektöre girilir. İki sinyal arasındaki fark, ters amplifikatör tarafından güçlendirilir ve geri besleme kaynağının sıcaklığını, geri besleme kaynağının spektral parlaklığının nesnenin spektral parlaklığıyla aynı olmasını sağlayacak şekilde kontrol eder. Ekran, ölçülen nesnenin parlaklık sıcaklığını gösterir
