Infrapuna termomeetri koostis ja tööpõhimõte
Infrapunasüsteem: infrapunatermomeeter koosneb optilisest süsteemist, optoelektroonikast, signaalivõimendist, signaalitöötlusest, kuvari väljundist ja muudest komponentidest. Optiline süsteem kogub sihtmärgi infrapunakiirguse energiat oma vaatevälja ning vaatevälja suuruse määravad termomeetri optilised komponendid ja nende asendid. Infrapunaenergia keskendub fotoelektrile ja muundatakse vastavateks elektrilisteks signaalideks. Signaal teisendatakse pärast võimendamist ja signaalitöötlusahelas töötlemist testitava sihtmärgi temperatuuriväärtuseks ning korrigeeritakse vastavalt instrumendi sisetöötluse algoritmile ja sihtmärgi kiirgusvõimele. Infrapunatermomeetrite tööpõhimõtte, tehniliste kirjelduste, keskkonna töötingimuste, töö ja hoolduse mõistmine on aluseks infrapunatermomeetrite õigele valikule ja kasutamisele.
Lisaks tuleks arvesse võtta ka sihtmärgi ja termomeetri keskkonnatingimusi, nagu temperatuur, atmosfäär, saaste ja häired, et hinnata nende mõju tulemuslikkuse näitajatele ja parandusmeetoditele. Iga objekt, mille temperatuur on üle suhtelise nulli, kiirgab infrapunakiirgust. Infrapunatermomeeter võtab vastu ja mõõdab objekti poolt kiiratava infrapuna lainepikkust ning suudab saada vastava temperatuuri. Kõik objektid, mille temperatuur on üle suhtelise nulli, kiirgavad ümbritsevasse ruumi pidevalt infrapunakiirgust. Objekti infrapunakiirguse energia suurus ja lainepikkuse jaotus on tihedalt seotud selle pinnatemperatuuriga. Seetõttu saab objekti enda poolt kiirgavat infrapunaenergiat mõõtes täpselt mõõta selle pinnatemperatuuri, mis on infrapunakiirguse temperatuuri mõõtmise objektiivseks aluseks. Musta keha kiirgusseadus: Must keha on idealiseeritud radiaator, mis neelab kõigi lainepikkuste kiirgusenergiat ilma peegelduse või energia ülekandmiseta. Selle pinna kiirgusvõime on 1.
Olgu öeldud, et päris musta keha looduses ei eksisteeri, kuid infrapunakiirguse jaotusseaduse mõistmiseks ja saamiseks on vaja teoreetilises uurimistöös valida sobiv mudel. See on Plancki välja pakutud kehaõõne kiirguse kvantiseeritud ostsillaatormudel, mis tuletab Plancki musta keha kiirguse seaduse, st musta keha spektraalse kiirguse lainepikkuses. See on kõigi infrapunakiirguse teooriate lähtepunkt, sellest ka musta keha kiirgusseadus. Objekti kiirgusvõime mõju kiirgustemperatuuri mõõtmisele: peaaegu kõik looduses esinevad objektid ei ole mustad kehad. Kõigi tegelike objektide kiirgushulk ei sõltu ainult kiirguse lainepikkusest ja objekti temperatuurist, vaid ka sellistest teguritest nagu materjali tüüp, valmistamisviis, termiline protsess, pinna olek ja keskkonnatingimused, mis moodustavad objekti. objektiks. Infrapunaenergia fokusseeritakse fotoelektrilisele detektorile ja muundatakse vastavateks elektrilisteks signaalideks. Signaal teisendatakse testitava sihtmärgi temperatuuriväärtuseks pärast seda, kui see on kalibreeritud võimendi ja signaalitöötlusahelaga vastavalt instrumendi sisemisele algoritmile ja sihtmärgi kiirgusvõimele.
Seetõttu, et musta keha kiirgusseadus kehtiks kõikidele praktilistele objektidele, on vaja kasutusele võtta materjali omaduste ja pinna olekutega seotud proportsionaalne koefitsient, nimelt kiirgusvõime. See koefitsient tähistab tegeliku objekti soojuskiirguse ja musta keha kiirguse lähedust, mille väärtus jääb nulli ja väärtuse vahele, mis on väiksem kui 1. Kiirgusseaduse kohaselt on infrapunakiirgus nii kaua, kuni materjali kiirgusvõime on teada. mis tahes objekti kiirgusomadused on teada. Peamised kiirgust mõjutavad tegurid on materjali tüüp, pinna karedus, füüsikalis-keemiline struktuur ja materjali paksus. Mõõtes sihtmärgi temperatuuri infrapunakiirguse termomeetriga, tuleb esimese sammuna mõõta sihtmärgi infrapunakiirgust selle lainepikkuse vahemikus ning seejärel arvutab termomeeter välja mõõdetud sihtmärgi temperatuuri. Monokromaatiline termomeeter on võrdeline kiirguse kogusega sagedusalas; Kahevärvilise termomeetri suhe kahe riba kiirgusesse on proportsionaalne
