Principios teóricos de la termometría infrarroja y aplicaciones de la termometría infrarroja.
Hay muchas formas de medir la temperatura. Los termómetros se pueden dividir en dos categorías: instrumentos de medición de temperatura por contacto e instrumentos de medición de temperatura sin contacto. Los tipos de contacto incluyen los conocidos termómetros para líquidos, termómetros de termopar, termómetros de resistencia térmica, etc. Como todos sabemos, la temperatura es uno de los parámetros más importantes en los sistemas de calefacción, suministro de gas, ventilación y aire acondicionado. Especialmente en el proceso de medición térmica, la precisión de la temperatura suele ser la clave para determinar el éxito o el fracaso del experimento. Por lo tanto, un instrumento de medición de alta temperatura es esencial en ingeniería. Por lo tanto, este artículo presentará los principios y aplicaciones de los termómetros infrarrojos entre las herramientas de medición de temperatura.
El principio teórico de la medición de temperatura por infrarrojos:
En la naturaleza, cuando la temperatura de un objeto es superior a cero, debido a la existencia de un movimiento térmico interno, irradiará continuamente ondas electromagnéticas a los alrededores, incluidos rayos infrarrojos con un rango de longitud de onda de 0.75 µm ~ 100 µm. . Su característica es que a una determinada temperatura y longitud de onda, la energía radiante emitida por un objeto tiene un valor grande. Este material se llama cuerpo negro y su coeficiente de reflexión se establece en 1. El coeficiente de reflexión de otros materiales es inferior a 1, lo que se denomina cuerpo negro. Cuerpo gris, porque la relación entre la potencia de radiación espectral P (λT) del cuerpo negro y la temperatura T satisface la ley de Planck. Muestra que a la temperatura T, la potencia radiante del cuerpo negro por unidad de área en la longitud de onda λ es P(λT).
A medida que aumenta la temperatura, la energía radiante del objeto se vuelve más fuerte. Este es el punto de partida de la teoría de la radiación infrarroja y la base para el diseño de termómetros infrarrojos de banda única.
A medida que aumenta la temperatura, el pico de radiación se mueve en la dirección de onda corta (hacia la izquierda) y satisface el teorema de desplazamiento de Wien. La longitud de onda en el pico es inversamente proporcional a la temperatura T y la línea de puntos es la línea que conecta los picos. Esta fórmula nos dice por qué los termómetros de alta temperatura funcionan principalmente con ondas cortas y los termómetros de baja temperatura funcionan principalmente con ondas largas.
La tasa de cambio de la energía radiada con la temperatura es mayor en longitudes de onda cortas que en longitudes de onda largas. Es decir, los termómetros que funcionan en longitudes de onda cortas tienen una relación señal-ruido relativamente alta (alta sensibilidad) y una fuerte antiinterferencia. El termómetro debe intentar funcionar en la longitud de onda máxima. Esto es particularmente importante en el caso de objetivos pequeños de baja temperatura.
El termómetro infrarrojo consta de un sistema óptico, un detector fotoeléctrico, un amplificador de señal, un procesamiento de señal, una salida de visualización y otras partes. La radiación del objeto medido y la fuente de retroalimentación es modulada por el modulador y luego ingresada al detector de infrarrojos. La diferencia entre las dos señales es amplificada por el amplificador inverso y controla la temperatura de la fuente de retroalimentación de modo que la radiancia espectral de la fuente de retroalimentación sea la misma que la radiancia espectral del objeto. La pantalla indica la temperatura de brillo del objeto que se está midiendo.
