Principios y composición de los termómetros infrarrojos.
El principio de medición de temperatura de un termómetro infrarrojo es convertir la energía de radiación emitida por un objeto (como el acero fundido) en una señal eléctrica. La magnitud de la energía de la radiación infrarroja corresponde a la temperatura del propio objeto (como el acero fundido). Según la magnitud de la señal eléctrica convertida, se puede determinar la temperatura del objeto (como el acero fundido).
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 concentra la energía de 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 del termómetro. La energía infrarroja se concentra en el fotodetector y se convierte en las correspondientes señales eléctricas. La señal se amplifica y procesa mediante un circuito de procesamiento de señales y luego se convierte en el valor de temperatura del objetivo medido después de calibrarse de acuerdo con el algoritmo y la emisividad del objetivo de la terapia interna del instrumento.
En la naturaleza, todos los objetos con temperaturas superiores al cero absoluto emiten constantemente energía de radiación infrarroja al espacio circundante. El
La magnitud y la distribución de la longitud de onda de la energía de la radiación infrarroja de un objeto están estrechamente relacionadas con la temperatura de su superficie. Por lo tanto, midiendo la energía infrarroja irradiada por un objeto mismo, se puede determinar con precisión su temperatura superficial, que es la base objetiva para la medición de la temperatura de la radiación infrarroja.
Un cuerpo negro es un radiador idealizado que absorbe energía de radiación de todas las longitudes de onda sin ningún reflejo o transmisión de energía, y su emisividad superficial es 1. Sin embargo, los objetos reales que existen en la naturaleza casi no son cuerpos negros. Para aclarar y obtener la ley de distribución de la radiación infrarroja, en la investigación teórica se debe seleccionar un modelo adecuado. Este es el modelo de oscilador cuantificado de la radiación de la cavidad corporal propuesto por Planck, que derivó la ley de Planck de la radiación del cuerpo negro, es decir, la radiación espectral de la radiación del cuerpo negro expresada en longitud de onda. Este es el punto de partida de todas las teorías de la radiación infrarroja, de ahí que se le llame ley de radiación del cuerpo negro. El nivel de radiación de todos los objetos reales depende no sólo de la longitud de onda de 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 componen el objeto. Por lo tanto, para que la ley de radiación del cuerpo negro sea aplicable a todos los objetos prácticos, se debe introducir un coeficiente de proporcionalidad relacionado con las propiedades del material y los estados de la superficie, es decir, la emisividad. Este coeficiente representa el grado en que la radiación térmica de un objeto real se acerca a la radiación del cuerpo negro, con valores entre cero y valores inferiores a 1. Según la ley de la radiación, siempre que se conozca la emisividad de un material, se conocen las características de la radiación infrarroja de cualquier objeto. Los principales factores que afectan la emisividad son: tipo de material, rugosidad de la superficie, estructura física y química y espesor del material.
