Koks infraraudonųjų spindulių termometro veikimo principas?
Išorinio termometro veikimo principas
Infraraudonųjų spindulių termometro veikimo principo, techninių rodiklių, aplinkos darbo sąlygų, eksploatavimo ir priežiūros supratimas už grupės ribų yra padėti vartotojams teisingai pasirinkti ir naudoti infraraudonųjų spindulių termometrą.
Visi objektai, kurių temperatūra aukštesnė nei absoliutus nulis, nuolat skleidžia infraraudonosios spinduliuotės energiją į supančią erdvę. Objekto infraraudonosios spinduliuotės charakteristikos – spinduliuotės energijos dydis ir jos pasiskirstymas pagal bangos ilgį – labai glaudžiai susiję su jo paviršiaus temperatūra. Todėl matuojant paties objekto skleidžiamą infraraudonąją energiją galima tiksliai nustatyti jo paviršiaus temperatūrą, kuri yra objektyvus infraraudonosios spinduliuotės temperatūros matavimo pagrindas.
Juodojo kūno radiacijos įstatymas:
Juodasis kūnas yra idealizuotas radiatorius, kuris sugeria visus spinduliavimo energijos bangos ilgius, neatsispindi ar neperduoda energijos, o jo paviršiaus spinduliavimo koeficientas yra 1. Pažymėtina, kad tikro juodo kūno gamtoje nėra, tačiau norint išsiaiškinti ir gauti infraraudonosios spinduliuotės pasiskirstymo dėsnį, teoriniuose tyrimuose turi būti parinktas tinkamas modelis, kuris yra siūlomas kūno ertmės spinduliuotės kvantuotas osciliatorius. Plancko, todėl Planko juodojo kūno spinduliuotės dėsnis, tai yra juodo kūno spektrinis apšvitas, pavaizduotas bangos ilgiu, yra visų infraraudonosios spinduliuotės teorijų atskaitos taškas, todėl jis vadinamas juodojo kūno spinduliavimo dėsniu.
Objekto spinduliuotės įtaka spinduliuotės temperatūros matavimui:
Tikrieji gamtoje esantys objektai beveik nėra juodi kūnai. Visų faktinių objektų spinduliuotės kiekis priklauso ne tik nuo spinduliuotės bangos ilgio ir objekto temperatūros, bet ir nuo objektą sudarančios medžiagos rūšies, paruošimo būdo, terminio proceso, paviršiaus būklės ir aplinkos sąlygų. Todėl, norint, kad juodojo kūno spinduliavimo dėsnis būtų taikomas visiems praktiškiems objektams, reikia įvesti proporcinį koeficientą, susijusį su medžiagos savybėmis ir paviršiaus būsenomis, tai yra spinduliuotė. Šis koeficientas parodo, kiek tikrojo objekto šiluminė spinduliuotė yra artima juodojo kūno spinduliuotei, o jo reikšmė yra nuo nulio iki mažesnės nei 1 reikšmės. Pagal spinduliavimo dėsnį, jei žinoma medžiagos spinduliuotė, t. galima žinoti bet kurio objekto infraraudonosios spinduliuotės charakteristikas.
Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos spinduliuotei, yra šie:
Medžiagos tipas, paviršiaus šiurkštumas, fizinė ir cheminė struktūra bei medžiagos storis ir kt.
Naudojant infraraudonųjų spindulių termometrą taikinio temperatūrai matuoti, pirmiausia reikia išmatuoti taikinio infraraudonąją spinduliuotę jo diapazone, o tada termometru apskaičiuojama išmatuoto taikinio temperatūra. Monochromatiniai pirometrai yra proporcingi spinduliuotės kiekiui juostoje: dviejų spalvų pirometrai yra proporcingi spinduliuotės kiekio santykiui dviejose juostose.
Infraraudonųjų spindulių sistema:
Infraraudonųjų spindulių termometrą sudaro optinė sistema, fotoelektrinis detektorius, signalo stiprintuvas, signalo apdorojimas, ekrano išvestis ir kitos dalys. Optinė sistema surenka taikinio infraraudonosios spinduliuotės energiją savo regėjimo lauke, o matymo lauko dydį lemia optinės termometro dalys ir jo padėtis. Infraraudonųjų spindulių energija sufokusuojama į fotodetektorių ir paverčiama atitinkamu elektriniu signalu. Signalas praeina per stiprintuvą ir signalo apdorojimo grandinę, o ištaisius pagal instrumento vidinio apdorojimo algoritmą ir taikinio spinduliavimo koeficientą, paverčiamas išmatuoto taikinio temperatūros verte.
