Kızılötesi termometrenin çalışma prensibi
Kızılötesi termometrelerin çalışma prensibini, teknik göstergelerini, çevresel çalışma koşullarını, çalışmasını ve bakımını anlamak, kullanıcıların kızılötesi termometreleri doğru seçmesi ve kullanması için temel oluşturur. Kızılötesi termometre, optik sistem, fotoelektrik dedektör, sinyal yükseltici, sinyal işleme, ekran çıkışı ve diğer parçalardan oluşur. Optik sistem, görüş alanında hedef kızılötesi radyasyon enerjisini toplar ve görüş alanının boyutu, optik parçalar ve termometrenin konumu ile belirlenir. Kızılötesi enerji bir fotodetektöre odaklanır ve karşılık gelen bir elektrik sinyaline dönüştürülür. Sinyal, yükseltici ve sinyal işleme devresi tarafından cihaz içindeki algoritmaya ve hedef emisyon değerine göre kalibre edildikten sonra ölçülen hedefin sıcaklık değerine dönüştürülür. Ayrıca, sıcaklık, atmosfer, kirlilik ve parazit gibi faktörlerin performans göstergelerine etkisi ve düzeltme yöntemi gibi hedefin ve termometrenin çevresel koşulları da dikkate alınmalıdır.
Mutlak sıfırdan daha yüksek bir sıcaklığa sahip tüm nesneler, çevreleyen alana sürekli olarak kızılötesi radyasyon enerjisi yayar. Bir nesnenin kızılötesi radyasyon enerjisinin boyutu ve dalga boyuna göre dağılımı, yüzey sıcaklığı ile çok yakın bir ilişkiye sahiptir. Bu nedenle, nesnenin kendisi tarafından yayılan kızılötesi enerjiyi ölçerek, yüzey sıcaklığı doğru bir şekilde belirlenebilir; bu, kızılötesi radyasyon sıcaklığı ölçümü için nesnel temeldir. the
Kara cisim radyasyon yasası: Siyah cisim, tüm dalga boylarındaki radyasyon enerjisini emen, enerji yansıması ve iletimi olmayan ve yüzeyinde 1 emisyon değerine sahip olan ideal bir yayıcıdır. Doğada gerçek bir kara cismin bulunmadığı belirtilmelidir, ancak kızılötesi radyasyonun dağılım yasasını açıklığa kavuşturmak ve elde etmek için teorik araştırmada uygun bir model seçilmelidir, bu da önerilen vücut boşluğu radyasyonunun nicemlenmiş osilatör modelidir. Planck tarafından, böylece Planck'ın siyah cisim radyasyonu yasasını, yani dalga boyu ile temsil edilen siyah cisim spektral ışınımını türetmek, tüm kızılötesi radyasyon teorilerinin başlangıç noktasıdır, bu nedenle buna kara cisim radyasyonu yasası denir.
Nesne emisyonunun radyasyon sıcaklığı ölçümü üzerindeki etkisi: Doğada var olan gerçek nesneler neredeyse siyah cisimler değildir. Tüm gerçek nesnelerin radyasyon miktarı, yalnızca nesnenin radyasyon dalga boyuna ve sıcaklığına değil, aynı zamanda nesneyi oluşturan malzemenin türüne, hazırlama yöntemine, ısıl işleme, yüzey durumuna ve çevre koşullarına da bağlıdır. Bu nedenle, siyah cisim radyasyonu yasasını tüm pratik nesnelere uygulanabilir kılmak için, malzeme özellikleri ve yüzey durumları ile ilgili orantılı bir katsayı, yani yayma kuvveti getirilmelidir. Bu katsayı, gerçek cismin termal radyasyonunun kara cisim radyasyonuna ne kadar yakın olduğunu ve değerinin sıfır ile 1'den küçük bir değer arasında olduğunu gösterir. Radyasyon yasasına göre, malzemenin yayıcılığı bilindiği sürece, herhangi bir nesnenin kızılötesi radyasyon özellikleri bilinmektedir.
Emisiviteyi etkileyen ana faktörler şunlardır: malzeme türü, yüzey pürüzlülüğü, fiziksel ve kimyasal yapı ve malzeme kalınlığı.
Bir hedefin sıcaklığını ölçmek için bir kızılötesi radyasyon termometresi kullanırken, önce hedefin kendi bant aralığı içindeki kızılötesi radyasyonunu ölçmek gerekir ve ardından ölçülen hedefin sıcaklığı termometre tarafından hesaplanır. Tek renkli pirometreler, bir bant içindeki radyasyon miktarıyla orantılıdır; çift renkli pirometreler, iki banttaki radyasyon miktarının oranıyla orantılıdır.
Kızılötesi sistem: Kızılötesi termometre, optik sistem, fotodedektör, sinyal yükseltici, sinyal işleme, ekran çıkışı ve diğer parçalardan oluşur. Optik sistem, hedef kızılötesi radyasyon enerjisini görüş alanında toplar ve görüş alanının boyutu, termometrenin optik parçaları ve konumu ile belirlenir. Kızılötesi enerji bir fotodetektöre odaklanır ve karşılık gelen bir elektrik sinyaline dönüştürülür. Sinyal, amplifikatör ve sinyal işleme devresinden geçer ve aletin dahili işleminin algoritmasına ve hedefin emisivitesine göre düzeltildikten sonra ölçülen hedefin sıcaklık değerine dönüştürülür.
