Infrapuna termomeetri komponendid ja tööpõhimõte
Infrapunasüsteem: optilise süsteemi infrapunatermomeeter, fotoelektriline, signaalivõimendi ja signaalitöötlus, ekraaniväljund ja muud komponendid. Optiline süsteem läheneb oma vaatevälja sihtmärgi infrapunakiirguse energia, vaatevälja suurus termomeetri optiliste osade ja nende asukoha kindlaksmääramiseks. Infrapunaenergia fokusseeritakse fotoelektrile ja muundatakse vastavaks elektrisignaaliks. See signaal teisendatakse pärast võimendite ja signaalitöötlusahelate läbimist sihtmärgi temperatuuriväärtuseks ning korrigeeritakse sihtmärgi kiirgustihedust vastavalt seadmes kasutatavatele algoritmidele. Infrapunatermomeetri tööpõhimõtte, tehniliste kirjelduste, keskkonnatingimuste ning kasutamise ja hoolduse mõistmine on aluseks selleks, et kasutaja infrapunatermomeetrit õigesti valida ja kasutada.
Lisaks tuleks arvesse võtta ka sihtmärki ja püromeetri asukohta keskkonnatingimustes, nagu temperatuur, atmosfäär, saaste ja häired ning muud jõudlusnäitajad ja parandusmeetodid. Iga objekt, mille temperatuur on üle ** nulli, kiirgab infrapunavalgust. Infrapunatermomeeter võtab vastu ja mõõdab objekti poolt kiiratavate infrapunakiirte lainepikkust ning vastava temperatuuri on võimalik saada. Kõik objektid, mille temperatuur on üle **null kraadi, kiirgavad ümbritsevasse ruumi pidevalt infrapunakiirgust. Objekti infrapunakiirguse energia suurus ja jaotus lainepikkuse järgi – ja selle pinnatemperatuuril on väga tihe seos. Seetõttu suudab see objekti enda poolt kiiratava infrapunaenergia mõõtmise kaudu täpselt määrata selle pinnatemperatuuri, mis on infrapunakiirguse temperatuuri mõõtmise objektiivseks aluseks. Musta keha kiirgusseadus: must keha on idealiseeritud radiaator, mis neelab kõiki kiirgusenergia lainepikkusi, ei peegeldu ega edasta energiat, selle pinna kiirgusvõime on 1.
Tuleb märkida, et looduses päris musta keha ei eksisteeri, kuid infrapunakiirguse jaotuse seaduse selgitamiseks ja saamiseks tuleb teoreetilises uuringus valida sobiv mudel, milleks Planck esitas kehaõõne kiirguse kvantimise vibroonilise mudeli. , mis viis Plancki musta keha kiirguse seaduseni, st musta keha spektraalse kiirguse lainepikkuse, see on kogu infrapunakiirguse teooria lähtepunkt, nn musta keha kiirguse seadus. Objekti kiirgusvõime mõju radiomeetrilisele temperatuuri mõõtmisele: reaalsete objektide olemasolu looduses, peaaegu kõik ei ole mustad kehad. Kogu tegelik kiirgusobjekt 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. Infrapunaenergia fokusseeritakse fotodetektorile ja muundatakse vastavaks elektrisignaaliks. See signaal teisendatakse võimendi ja signaalitöötluse vooluringi abil sihtmärgi temperatuuri väärtuseks vastavalt instrumendi sisemisele algoritmile ja sihtmärgi emissiooni korrektsioonile.
Seetõttu on musta keha kiirgusseaduse kohaldamiseks kõikidele reaalsetele objektidele vaja kehtestada materjali olemuse ja pinna olekuga seotud proportsionaalsuskoefitsient ehk emissioon. See koefitsient tähistab tegeliku objekti soojuskiirguse lähedust musta keha kiirgusele ja selle väärtus jääb nulli ja väärtuse vahele, mis on väiksem kui üks. Kiirgusseaduse kohaselt on nii kaua, kuni me teame materjali kiirgusvõimet, teada mis tahes objekti infrapunakiirguse omadusi. Peamised emissiooni mõjutavad tegurid on: materjali tüüp, pinna karedus, füüsikaline ja keemiline struktuur ning materjali paksus. Mõõtes sihtmärgi temperatuuri infrapunakiirguse püromeetriga, mõõdetakse esmalt sihtmärgi infrapunakiirgust selle sagedusalas ning seejärel arvutatakse püromeetri abil välja sihtmärgi temperatuur.
