Comprender profundamente el principio de funcionamiento del termómetro infrarrojo.
El termómetro infrarrojo consta de un sistema óptico, un fotodetector, un amplificador de señal, procesamiento de señal, salida de visualización y otros componentes. El sistema óptico recoge la energía de la radiación infrarroja del objetivo dentro de su campo de visión, y el tamaño del campo de visión está determinado por los componentes ópticos y sus posiciones en el termómetro. La energía infrarroja se concentra en el fotodetector y se convierte en las correspondientes señales eléctricas. La señal se convierte en el valor de temperatura del objetivo probado después de ser amplificada y procesada por el circuito de procesamiento de señales, y corregida de acuerdo con el algoritmo de tratamiento interno del instrumento y la emisividad del objetivo.
En la naturaleza, todos los objetos con temperaturas superiores a cero emiten constantemente energía de radiación infrarroja al espacio circundante. El tamaño y la distribución de longitudes de onda de la energía de la radiación infrarroja de un objeto están estrechamente relacionados con la temperatura de su superficie. Por lo tanto, midiendo la energía infrarroja emitida por un objeto mismo, se puede medir con precisión la temperatura de su superficie, que es la base objetiva para la medición de la temperatura de la radiación infrarroja.
Blackbody es un radiador idealizado que absorbe energía de radiación de todas las longitudes de onda sin ningún reflejo ni transmisión de energía. Su emisividad superficial es 1. Sin embargo, casi todos los objetos reales presentes en la naturaleza no son cuerpos negros. Para comprender y obtener la ley de distribución de la radiación infrarroja, es necesario elegir un modelo adecuado en la investigación teórica, que es el modelo de oscilador cuantificado de radiación de la cavidad corporal propuesto por Planck. Esto lleva a la ley de la radiación de los cuerpos negros de Planck, que es la radiación espectral de los cuerpos negros expresada en longitud de onda. Este es el punto de partida de todas las teorías sobre la radiación infrarroja, de ahí la ley de radiación del cuerpo negro. La cantidad de radiación de todos los objetos reales no sólo depende de la longitud de onda de la radiación y la temperatura del objeto, sino también de factores como el tipo de material, el método de preparación, el proceso térmico, el estado de la superficie y las condiciones ambientales que lo componen. objeto. Por lo tanto, para que la ley de radiación del cuerpo negro se aplique a todos los objetos prácticos, es necesario introducir un coeficiente proporcional relacionado con las propiedades del material y los estados de la superficie, es decir, la emisividad. Este coeficiente representa la proximidad entre la radiación térmica del objeto real y la radiación del cuerpo negro, con un valor entre cero y un valor menor que 1. Según la ley de la radiación, siempre que se conozca la emisividad de un material, el infrarrojo Se conocen las características de radiación de cualquier objeto. Los principales factores que afectan la emisividad incluyen el tipo de material, la rugosidad de la superficie, la estructura fisicoquímica y el espesor del material.
Al medir la temperatura de un objetivo utilizando un termómetro de radiación infrarroja, el primer paso es medir la radiación infrarroja del objetivo dentro de su rango de longitud de onda y luego el termómetro calcula la temperatura del objetivo medido. El termómetro monocromático es proporcional a la cantidad de radiación dentro de la banda; El termómetro de dos colores es proporcional a la relación de radiación en ambas bandas.
