Kirjeldage lühidalt infrapuna termomeetri tööpõhimõtet
Optilise süsteemi infrapunatermomeeter, fotodetektor, signaalivõimendi ja signaalitöötlus, kuvari väljund ja muud komponendid. Optiline süsteem läheneb oma vaatevälja sihtmärgi infrapunakiirguse energia, vaatevälja suurus termomeetri optiliste komponentide ja nende asukoha kindlaksmääramiseks. Infrapunaenergia fokusseeritakse fotodetektorile ja muundatakse vastavaks elektrisignaaliks. See signaal teisendatakse võimendite ja signaalitöötlusahelate abil sihtmärgi temperatuuriks ning korrigeeritakse sihtmärgi kiirgustihedust vastavalt instrumendis kasutatavatele algoritmidele.
Looduses kiirgavad kõik objektid, mille temperatuur on üle absoluutse nulli, pidevalt ümbritsevasse ruumi infrapunakiirgust. Objekti infrapunakiirguse energia suurus ja jaotus lainepikkuse järgi – ja selle pinnatemperatuur on omavahel väga tihedalt seotud. Seetõttu saab objekti enda poolt kiirgavat infrapunaenergiat mõõtes täpselt määrata selle pinnatemperatuuri, mis on infrapunakiirguse termomeetria objektiivseks aluseks.
Must keha on idealiseeritud kiirguskeha, see neelab kõiki kiirgusenergia lainepikkusi, ei peegeldu ega edasta energiat, tema pinna emissiivsus on 1. Kuid tegelike objektide olemasolu looduses ei ole peaaegu kõik mustkeha, et selgitada. ja saada infrapunakiirguse jaotusseadus teoreetilises uuringus tuleb valida sobiv mudel, milleks on Plancki keha poolt esitatud õõnsuse kiirguse vibroonilise mudeli kvantifitseerimine, mis viis Plancki seaduse tuletamiseni. musta keha kiirgust, st väljendatuna musta keha spektraalse kiirguse lainepikkustel, mis on kogu infrapunakiirguse teooria lähtepunkt, nimetatakse seda musta keha kiirguse seaduseks. Kogu tegelik objekti kiirgus lisaks kiirguse lainepikkusele ja objekti temperatuurile tuginemisele, aga ka objekti materjali tüübi koostisele, ettevalmistusmeetoditele, termilistele protsessidele, aga ka pinna olekule ja keskkonnatingimustele ja muud tegurid. Seetõttu on musta keha kiirgusseaduse kohaldamiseks kõikidele reaalsetele objektidele vaja kehtestada proportsionaalsuskoefitsient ehk emissioon, mis on seotud materjali olemuse ja pinna olekuga. See koefitsient väljendab reaalse objekti soojuskiirguse lähedust musta keha kiirgusele ja selle väärtus jääb nulli ja väärtuse vahele, mis on väiksem kui üks. Kiirgusseaduse kohaselt on seni, kuni on teada materjali kiirgusvõime, mis tahes objekti infrapunakiirguse omadused. Peamised emissiooni mõjutavad tegurid on: materjali tüüp, pinna karedus, füüsikaline ja keemiline struktuur ning materjali paksus.
Infrapunakiirguse termomeetri kasutamisel sihtmärgi temperatuuri mõõtmiseks tuleb kõigepealt mõõta sihtmärki selle infrapunakiirguse ribavahemikus ja seejärel termomeetri abil arvutada mõõdetava sihtmärgi temperatuur. Ühevärvilised püromeetrid on võrdelised kiirguse hulgaga ribas; kahevärvilised püromeetrid on võrdelised kahe sagedusala kiirguse hulga suhtega.
