Koks yra infraraudonųjų spindulių termometrų principas ir klasifikacija?
1. Infraraudonųjų spindulių principas: bet koks objektas, kurio temperatūra yra aukštesnė nei * * nulis laipsnių (-273 laipsniai), skleis šiluminę spinduliuotę į išorę. Dėl objekto temperatūros skirtumo skirsis spinduliuojama energija ir spinduliuotės bangos bangos ilgis. Tačiau infraraudonoji spinduliuotė visada įtraukiama. Objektams, žemesniems nei tūkstančio laipsnių Celsijaus, stipriausios elektromagnetinės bangos, kurias veikia jų šiluminė spinduliuotė, yra infraraudonosios bangos. Todėl išmatavus paties objekto infraraudonąją spinduliuotę galima tiksliai nustatyti jo išvaizdos temperatūrą. Tai yra objektyvus infraraudonųjų spindulių termometro temperatūros matavimo pagrindas ir pagrindinis principas.
Juodasis kūnas yra idealizuotas radiatorius, kuris sugeria visų bangų ilgių spinduliuotės energiją be jokio atspindžio ar energijos perdavimo, o jo spinduliavimo koeficientas yra 1. Tačiau beveik visi realūs gamtos pasaulio objektai nėra juodieji kūnai. Norint išsiaiškinti ir gauti infraraudonosios spinduliuotės difuzijos dėsnį, teoriniuose tyrimuose turi būti parinktas tinkamas modelis. Tai yra Plancko pasiūlytas kvantuotas kūno ertmės spinduliuotės osciliatoriaus modelis, kuris išvedė Plancko juodųjų kūnų spinduliuotės dėsnį, ty juodojo kūno spinduliuotės spektrinį spinduliavimą, išreikštą bangos ilgiu. Tai yra visų infraraudonosios spinduliuotės teorijų pradžios taškas, todėl jis vadinamas juodųjų kūno spinduliuotės dėsniu.
Visų realių objektų spinduliuotės lygis priklauso ne tik nuo objekto spinduliuotės bangos ilgio ir temperatūros, bet ir nuo tokių veiksnių kaip medžiagos, naudotos objektui statyti, tipas, paruošimo būdai, šiluminė istorija, išvaizda ir sąlygos. Todėl, norint taikyti juodųjų kūnų spinduliuotės dėsnį visiems realiems objektams, būtina įvesti proporcingumo koeficientą, susijusį su medžiagos savybėmis ir išvaizdos būsenomis, būtent spinduliavimo koeficientą. Šis koeficientas parodo artumo lygį tarp realių objektų šiluminės spinduliuotės ir juodojo kūno spinduliuotės, o vertė yra nuo 0 iki 1. Pagal spinduliavimo dėsnį, jei žinoma medžiagos spinduliuotė, galima nustatyti bet kurio objekto infraraudonosios spinduliuotės charakteristikas. Svarbūs veiksniai, turintys įtakos verpalų spinduliuotei, yra medžiagos tipas, paviršiaus šiurkštumas, fizinis ir cheminis išdėstymas bei medžiagos storis.
2. Infraraudonųjų spindulių termometro veikimo principas ir išdėstymas: Gamtoje visi objektai, kurių temperatūra viršija * * nulį laipsnių, nuolat skleidžia infraraudonosios spinduliuotės energiją į supančią erdvę. Objekto infraraudonosios spinduliuotės energijos dydis ir bangos ilgis yra glaudžiai susiję su jo išvaizdos temperatūra. Todėl matuojant paties objekto skleidžiamą infraraudonąją energiją galima tiksliai nustatyti jo išorinę temperatūrą, kuri yra objektyvus infraraudonosios spinduliuotės temperatūros matavimo pagrindas.
Infraraudonųjų spindulių termometro temperatūros matavimo principas yra objekto (pavyzdžiui, išlydyto plieno) skleidžiamos infraraudonosios spinduliuotės energijos pavertimas elektriniu signalu. Infraraudonosios spinduliuotės energijos dydis atitinka paties objekto (pavyzdžiui, išlydyto plieno) temperatūrą, o objekto (pavyzdžiui, išlydyto plieno) temperatūrą galima nustatyti pagal elektrinio signalo dydžio pokytį. Infraraudonųjų spindulių termometrą sudaro optinė sistema, fotoelektrinis detektorius, signalo stiprintuvas, signalo apdorojimo bausmė, našumo išvestis ir kiti skyriai. Optinė sistema koncentruoja tikslinę infraraudonosios spinduliuotės energiją savo matymo lauke, o matymo lauko dydį lemia optiniai komponentai ir jų termometro padėtis. Infraraudonųjų spindulių energija sutelkiama į fotodetektorių ir paverčiama atitinkamais elektros signalais. Signalas sustiprinamas stiprintuvu ir apdorojamas baudos grandine, o po korekcijos, remiantis instrumento vidinės terapijos algoritmu ir tiksline spinduliuote, konvertuojamas į taikinio temperatūros vertę.
Matuojant taikinio temperatūrą infraraudonosios spinduliuotės termometru, pirmiausia reikia išmatuoti taikinio infraraudonąją spinduliuotę jo bangos ilgio diapazone, o tada naudojant termometro diską apskaičiuoti taikinio temperatūrą. Infraraudonųjų spindulių termometrų veikimo principą galima suskirstyti į vienspalvius termometrus ir dviejų spalvų termometrus (radiacinius kolorimetrinius termometrus). Monochromatiniai termometrai yra proporcingi spinduliuotės kiekiui bangos ilgio juostoje; Dviejų spalvų termometras yra proporcingas spinduliuotės santykiui dviejose juostose.
