Nhiệt kế hồng ngoại được sử dụng trong cán nóng như thế nào?
1. Nguyên tắc cơ bản
Tất cả các vật thể có nhiệt độ cao hơn **0 đều liên tục phát ra năng lượng bức xạ hồng ngoại vào không gian xung quanh. Đặc điểm bức xạ hồng ngoại của vật thể: Kích thước của năng lượng bức xạ và sự phân bố theo bước sóng có liên quan mật thiết đến nhiệt độ bề mặt của vật thể. Do đó, bằng cách đo năng lượng hồng ngoại do chính vật thể tỏa ra, nhiệt độ bề mặt của nó có thể được đo chính xác. Đây là cơ sở khách quan để đo nhiệt độ bức xạ hồng ngoại.
Nhiệt kế hồng ngoại hay còn gọi là đo nhiệt độ bức xạ hồng ngoại là công nghệ sử dụng bức xạ hồng ngoại do chính vật thể phát ra để đo nhiệt độ của vật thể. Bức xạ hồng ngoại hay tia hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng trong khoảng từ 0,76 μm đến 1000 μm. Đối với một vật thể đen lý tưởng, tổng công suất bức xạ của tất cả các bước sóng phát ra không gian bán cầu trên một đơn vị diện tích bề mặt (gọi là tổng bức xạ hoặc cường độ bức xạ) gấp 4 lần nhiệt độ của vật thể. Tỷ lệ thuận với sức mạnh của:
Mb(T)=σT4(1)
Đây là định luật Stefan-Boltzmann. Trong số đó, σ=5.6697×10-8W/m2K4 được gọi là hằng số Stephen-Boltzmann.
Phương trình (1) được sử dụng cho các vật thể thực tế và cần được nhân với tốc độ bức xạ:
Mgb(T)=εσT4
Có thể thấy, cường độ bức xạ tự phát Mgb(T) của vật nào đó đều liên quan đến nhiệt độ của vật và độ phát xạ của vật đó. Độ phát xạ ε của một vật thể liên quan trực tiếp đến các tính chất của vật liệu của nó (thành phần, kim loại và phi kim loại, tinh thể và vô định hình, v.v.), trạng thái bề mặt (độ nhẵn và độ nhám bề mặt, mức độ oxy hóa, ô nhiễm hoặc lớp phủ bề mặt, v.v. .) và nhiệt độ của vật. Miễn là độ phát xạ của vật thể được chọn chính xác, nhiệt độ thực tế của vật thể đo có thể thu được chính xác.
Nhiệt kế hồng ngoại bao gồm ba phần: hệ thống quang học, bộ phận phát hiện và xử lý tín hiệu. Chức năng chính của hệ thống quang học là thu thập năng lượng bức xạ của mục tiêu đo được và tập trung vào đầu dò hồng ngoại. Chức năng của đầu dò hồng ngoại là chuyển đổi bức xạ hồng ngoại nhận được thành tín hiệu điện đầu ra.
