Теоријски принципи инфрацрвене термометрије и примене инфрацрвене термометрије
Постоји много начина за мерење температуре. Термометри се могу поделити у две категорије: контактни инструменти за мерење температуре и бесконтактни инструменти за мерење температуре. Типови контаката укључују познате термометре за течност, термопарове, отпорне термометре итд. Као што сви знамо, температура је један од најважнијих параметара у системима грејања, снабдевања гасом, вентилацијом и климатизацијом. Посебно у процесу термичког мерења, тачност температуре је често кључ за одређивање успеха или неуспеха експеримента. Због тога је инструмент за мерење високе температуре неопходан у инжењерству. Стога ће овај чланак представити принципе и примену инфрацрвених термометара међу алатима за мерење температуре.
Теоријски принцип инфрацрвеног мерења температуре:
У природи, када је температура објекта виша од нуле, због постојања унутрашњег топлотног кретања, он ће непрекидно емитовати електромагнетне таласе у околину, укључујући инфрацрвене зраке са опсегом таласних дужина од 0.75µм~100µм . Његова карактеристика је да на датој температури и таласној дужини, енергија зрачења коју емитује објекат има велику вредност. Овај материјал се назива црно тело, а његов коефицијент рефлексије је постављен на 1. Коефицијент рефлексије других материјала је мањи од 1, што се назива црно тело. Сиво тело, јер однос између спектралне снаге зрачења П (λТ) црног тела и температуре Т задовољава Планков закон. Он показује да је на температури Т, снага зрачења црног тела по јединици површине на таласној дужини λ П(λТ).
Како температура расте, енергија зрачења објекта постаје јача. Ово је полазна тачка теорије инфрацрвеног зрачења и основа за пројектовање једнопојасних инфрацрвених термометара.
Како температура расте, врх зрачења се помера у правцу кратког таласа (лево) и задовољава Виенову теорему померања. Таласна дужина на врхунцу је обрнуто пропорционална температури Т, а испрекидана линија је линија која повезује врхове. Ова формула нам говори зашто високотемпературни термометри углавном раде на кратким таласима, а нискотемпературни термометри углавном раде на дугим таласима.
Брзина промене енергије зрачења са температуром већа је на кратким таласним дужинама него на дугим таласним дужинама. То јест, термометри који раде на кратким таласним дужинама имају релативно висок однос сигнал-шум (висока осетљивост) и јаку заштиту од сметњи. Термометар треба да покуша да ради на вршној таласној дужини. Ово је посебно важно у случају малих нискотемпературних циљева.
Инфрацрвени термометар се састоји од оптичког система, фотоелектричног детектора, појачивача сигнала, обраде сигнала, излаза на екрану и других делова. Зрачење из мерног објекта и извора повратне спреге модулише модулатор, а затим улази у инфрацрвени детектор. Разлика између два сигнала се појачава инверзним појачалом и контролише температуру извора повратне спреге тако да је спектрални зрачење извора повратне спреге исти као и спектрални сјај објекта. Дисплеј показује температуру осветљености објекта који се мери
