Teorijski principi infracrvene termometrije i primjene infracrvene termometrije
Postoji mnogo načina za mjerenje temperature. Termometri se mogu podijeliti u dvije kategorije: instrumenti za kontaktno mjerenje temperature i instrumenti za bezkontaktno mjerenje temperature. Tipovi kontakata uključuju poznate termometre za tečnost, termoparove, otporne termometre itd. Kao što svi znamo, temperatura je jedan od najvažnijih parametara u sistemima za grejanje, snabdevanje gasom, ventilaciju i klimatizaciju. Posebno u procesu termičkog mjerenja, tačnost temperature je često ključ za određivanje uspjeha ili neuspjeha eksperimenta. Stoga je visokotemperaturni mjerni instrument neophodan u inženjerstvu. Stoga će ovaj članak predstaviti principe i primjenu infracrvenih termometara među alatima za mjerenje temperature.
Teorijski princip infracrvenog mjerenja temperature:
U prirodi, kada je temperatura nekog objekta viša od nule, zbog postojanja unutrašnjeg toplotnog kretanja, on će neprekidno zračiti elektromagnetne talase u okolinu, uključujući infracrvene zrake sa opsegom talasnih dužina od 0.75µm~100µm . Njegova karakteristika je da na datoj temperaturi i talasnoj dužini, energija zračenja koju emituje objekat ima veliku vrednost. Ovaj materijal se naziva crno tijelo, a njegov koeficijent refleksije je postavljen na 1. Koeficijent refleksije drugih materijala je manji od 1, što se naziva crno tijelo. Sivo tijelo, jer odnos između spektralne snage zračenja P (λT) crnog tijela i temperature T zadovoljava Plankov zakon. On pokazuje da je na temperaturi T, snaga zračenja crnog tijela po jedinici površine na talasnoj dužini λ P(λT).
Kako temperatura raste, energija zračenja objekta postaje jača. Ovo je polazna tačka teorije infracrvenog zračenja i osnova za dizajn jednopojasnih infracrvenih termometara.
Kako temperatura raste, vrh zračenja se pomiče u smjeru kratkog vala (lijevo) i zadovoljava Wienov teorem pomaka. Talasna dužina na vrhuncu je obrnuto proporcionalna temperaturi T, a isprekidana linija je linija koja povezuje vrhove. Ova formula nam govori zašto visokotemperaturni termometri uglavnom rade na kratkim valovima, a niskotemperaturni termometri uglavnom rade na dugim valovima.
Brzina promjene zračene energije s temperaturom veća je na kratkim talasnim dužinama nego na dugim talasnim dužinama. Odnosno, termometri koji rade na kratkim talasnim dužinama imaju relativno visok odnos signal-šum (visoka osetljivost) i jaku zaštitu od smetnji. Termometar treba da pokuša da radi na vršnoj talasnoj dužini. Ovo je posebno važno u slučaju malih niskotemperaturnih ciljeva.
Infracrveni termometar se sastoji od optičkog sistema, fotoelektričnog detektora, pojačivača signala, obrade signala, izlaza na ekranu i drugih delova. Zračenje iz mjernog objekta i izvora povratne sprege modulira se modulatorom, a zatim ulazi u infracrveni detektor. Razlika između dva signala pojačava se inverznim pojačalom i kontrolira temperaturu izvora povratne sprege tako da je spektralni zračenje izvora povratne sprege isti kao i spektralni sjaj objekta. Zaslon pokazuje temperaturu svjetline objekta koji se mjeri
