Kaip termometras naudojamas karštam valcavimui?
1. Pagrindiniai principai
Visi objektai, kurių temperatūra aukštesnė nei nulis, nuolat skleidžia infraraudonosios spinduliuotės energiją į supančią erdvę. Objekto infraraudonosios spinduliuotės charakteristikos: spinduliuotės energijos dydis ir jos pasiskirstymas pagal bangos ilgį yra labai glaudžiai susiję su jo paviršiaus temperatūra. Todėl matuojant paties objekto spinduliuojamą infraraudonąją energiją galima tiksliai nustatyti jo paviršiaus temperatūrą, kuri yra objektyvus infraraudonosios spinduliuotės temperatūros matavimo pagrindas.
Infraraudonųjų spindulių termometras, dar žinomas kaip infraraudonųjų spindulių temperatūros matavimas, yra technologija, kuri naudoja paties objekto skleidžiamą infraraudonąją spinduliuotę objekto temperatūrai matuoti. Infraraudonoji spinduliuotė arba infraraudonoji spinduliuotė yra elektromagnetinė spinduliuotė, kurios bangos ilgis yra nuo 0,76 μm iki 1000 μm. Idealaus juodo kūno atveju bendra visų bangų ilgių spinduliuotės galia, išspinduliuota pusrutulio erdvėje paviršiaus ploto vienetui (sutrumpintai kaip bendra spinduliuotė arba spinduliuotės intensyvumas), yra 4 kartus didesnė už objekto temperatūrą. Proporcinga galiai:
Mb(T)=σT4(1)
Tai yra Stepheno-Boltzmanno įstatymas. Tarp jų σ=5.6697×10-8W/m2K4 vadinamas Stephen-Boltzmann konstanta.
(1) lygtis naudojama tikriems objektams ir ją reikia padauginti iš spinduliavimo koeficiento:
Mgb(T)=εσT4
Matyti, kad bet kurio objekto spontaninės emisijos intensyvumas Mgb(T) yra susijęs su objekto temperatūra ir objekto spinduliuote. Objekto spinduliuotės koeficientas ε yra tiesiogiai susijęs su jo medžiagos savybėmis (sudėtis, metalas ir nemetalas, kristalinis ir amorfinis ir kt.), paviršiaus būsena (lygus ir grubus paviršius, oksidacijos laipsnis, užterštumas ar paviršiaus padengimas ir kt.) ir objekto temperatūra. Kol objekto spinduliavimo koeficientas gali būti parinktas teisingai, galima tiksliai nustatyti faktinę išmatuoto objekto temperatūrą.
Infraraudonųjų spindulių termometras susideda iš trijų dalių: optinės sistemos, aptikimo bloko ir signalo apdorojimo. Pagrindinė optinės sistemos funkcija yra surinkti išmatuoto taikinio spinduliuotės galią ir priversti ją suartėti su infraraudonųjų spindulių detektoriumi. Infraraudonųjų spindulių detektoriaus funkcija yra paversti gautą infraraudonąją spinduliuotę į elektros signalo išvestį.
