Koks yra infraraudonųjų spindulių termometro principas ir klasifikacija
1. Infraraudonųjų spindulių principas: kol bet kurio objekto temperatūra yra aukštesnė už absoliutų nulį (-273 laipsnis ), šiluminė spinduliuotė skleis į išorę. Skiriasi objekto temperatūra, skiriasi ir spinduliuojama energija, skiriasi ir spinduliavimo bangos bangos ilgis. Tačiau infraraudonoji spinduliuotė visada įtraukiama. Objektams, kurių temperatūra žemesnė nei 1,000 laipsnių Celsijaus, elektromagnetinė banga, kurios šilumos spinduliavimas yra stipriausias, yra infraraudonosios bangos. Todėl paties objekto infraraudonosios spinduliuotės matavimas gali tiksliai nustatyti jo paviršiaus temperatūrą. Tai yra objektyvus infraraudonųjų spindulių termometro temperatūros matavimo pagrindas ir pagrindiniai principai.
Juodas kūnas yra idealizuotas radiatorius, kuris sugeria visų bangų ilgių spinduliuotės energiją, neatsispindi ir nepraleidžia energijos, o jo paviršiaus spinduliavimo koeficientas yra 1. Tačiau praktiški objektai gamtoje beveik nėra juodi kūnai. Norint išaiškinti ir gauti infraraudonosios spinduliuotės pasiskirstymo dėsnį, teoriniuose tyrimuose turi būti parinktas tinkamas modelis. Tai yra Plancko pasiūlytas kvantuotas kūno ertmės spinduliavimo osciliatorius. Tai yra visų infraraudonosios spinduliuotės teorijų atskaitos taškas, todėl jis vadinamas juodojo kūno spinduliavimo dėsniu.
Visų realių objektų spinduliuotės kiekis priklauso ne tik nuo spinduliuotės bangos ilgio ir objekto temperatūros, bet ir nuo medžiagos tipo, paruošimo būdo, šiluminės istorijos, paviršiaus būklės ir objekto aplinkos sąlygų. Todėl, norint, kad juodojo kūno spinduliuotės dėsnis būtų taikomas visiems realiems objektams, reikia įvesti proporcingą koeficientą, susijusį su medžiagos savybėmis ir paviršiaus būsena, tai yra spinduliavimo koeficientu. Šis koeficientas parodo tikro objekto šiluminės spinduliuotės ir juodojo kūno spinduliuotės artumo lygį, o jo reikšmė yra nuo 0 iki 1. Pagal spinduliavimo dėsnį, jei žinoma medžiagos spinduliuotės koeficientas , galima žinoti bet kurio objekto infraraudonosios spinduliuotės charakteristikas. Pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką verpalų spinduliuotei, yra šie: medžiagos tipas, paviršiaus šiurkštumas, fizinė ir cheminė struktūra bei medžiagos storis.
2. Infraraudonųjų spindulių termometro veikimo principas ir struktūra: gamtoje visi objektai, kurių temperatūra aukštesnė už absoliutų nulį, nuolat skleidžia infraraudonosios spinduliuotės energiją į supančią erdvę. Objekto infraraudonosios 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 termometro temperatūros matavimo principas – objekto (pavyzdžiui, išlydyto plieno) skleidžiamų infraraudonųjų spindulių spinduliavimo energiją pakeisti elektriniu signalu. Infraraudonųjų spindulių energijos dydis atitinka paties objekto (pavyzdžiui, išlydyto plieno) temperatūrą. , galima nustatyti objekto (pvz., išlydyto plieno) temperatūrą. Infraraudonųjų spindulių termometrą sudaro optinė sistema, fotoelektrinis detektorius, signalo stiprintuvas, signalo apdorojimas, ekrano išvestis ir kitos dalys. Optinė sistema surenka tikslinės 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 signalų apdorojimo grandinę, o ištaisius pagal instrumento vidinio apdorojimo algoritmą ir objekto spinduliavimo koeficientą, pakeičiamas į matuojamo objekto temperatūros vertę.
Naudojant infraraudonosios spinduliuotės termometrą taikinio temperatūrai matuoti, pirmiausia reikia išmatuoti taikinio infraraudonąją spinduliuotę jo juostos diapazone, o tada termometru apskaičiuojama matuojamo taikinio temperatūra. Infraraudonųjų spindulių termometrai pagal principą gali būti skirstomi į vienos spalvos termometrus ir dviejų spalvų termometrus (radiacinius kolorimetrinius termometrus). Vienos spalvos termometras yra proporcingas spinduliuotei juostoje; dviejų spalvų termometras yra proporcingas spinduliuotei dviejose juostose. Spinduliuotės kiekio santykis yra proporcingas.
3. Infraraudonųjų spindulių termometrų kūrimas ir klasifikavimas: Sukurta infraraudonųjų spindulių temperatūros matavimo technologija, leidžianti nuskaityti ir matuoti paviršių su šiluminiais pokyčiais, nustatyti jo temperatūros pasiskirstymo vaizdą ir greitai aptikti paslėptus temperatūros skirtumus. Tai infraraudonųjų spindulių termovizorius. Infraraudonųjų spindulių šiluminio vaizdo kameros pradėtos naudoti kariuomenėje. TI korporacija iš JAV sukūrė pirmąją pasaulyje infraraudonųjų spindulių skenavimo aptikimo sistemą. Nuo tada infraraudonųjų spindulių šiluminio vaizdo technologija buvo nuolat naudojama orlaiviuose, tankuose, karo laivuose ir kituose ginkluose Vakarų šalyse kaip šiluminiai taikikliai aptikimo tikslais. Sistema labai pagerino galimybę ieškoti ir pataikyti į taikinius. Infraraudonųjų spindulių termometrai apytiksliai klasifikuojami taip: (1) infraraudonųjų spindulių taškiniai termometrai: įskaitant nešiojamuosius ir stacionariuosius; (2) infraraudonųjų spindulių skaitytuvai; (3) infraraudonųjų spindulių šiluminio vaizdo kameros.
