Định luật nhiệt kế hồng ngoại
Nhiệt kế hồng ngoại là một công cụ thiết yếu để phát hiện các lỗi cấu trúc bên trong của máy biến áp điện, đồng thời cũng là phương tiện quan trọng để kiểm soát và giám sát chất lượng sản phẩm. Nó chủ yếu bao gồm hệ thống quang học, bộ tách sóng quang, bộ khuếch đại tín hiệu, xử lý tín hiệu, đầu ra màn hình và các bộ phận khác. Nguyên lý làm việc của nó được giới thiệu như sau:
Trong tự nhiên, khi nhiệt độ của bất kỳ vật thể nào cao hơn 0, nó sẽ liên tục phát ra năng lượng bức xạ hồng ngoại ra không gian xung quanh. Kích thước và sự phân bố năng lượng bức xạ có liên quan đến nhiệt độ bề mặt của vật thể. Do đó, chúng ta có thể đo được bức xạ phát ra từ vật thể. Năng lượng hồng ngoại được sử dụng để xác định nhiệt độ bề mặt của nó. Đây là cơ sở khách quan để đo nhiệt độ bức xạ hồng ngoại.
Chúng ta hãy xem một định luật khác về nhiệt kế hồng ngoại.
Định luật bức xạ vật đen: Vật đen là vật bức xạ lý tưởng. Nó hấp thụ năng lượng bức xạ của tất cả các bước sóng, không có sự phản xạ hoặc truyền năng lượng và có độ phát xạ bằng 1 trên bề mặt của nó. Cần chỉ ra rằng trong tự nhiên không có vật thể đen thực sự, nhưng để làm rõ và thu được quy luật phân bố của bức xạ hồng ngoại, nghiên cứu lý thuyết phải lựa chọn một mô hình phù hợp. Đây là mô hình dao động lượng tử hóa của bức xạ khoang cơ thể do Planck đề xuất, từ đó rút ra định luật Planck về bức xạ vật đen, tức là bức xạ quang phổ của vật đen biểu thị bằng bước sóng, là điểm khởi đầu của mọi lý thuyết về bức xạ hồng ngoại nên gọi là mô hình định luật bức xạ vật đen.
Ảnh hưởng của độ phát xạ của vật thể đến phép đo nhiệt độ bức xạ: Hầu như tất cả các vật thể thực tế tồn tại trong tự nhiên đều không phải là vật đen. Lượng bức xạ của tất cả các vật thể thực tế không chỉ phụ thuộc vào bước sóng bức xạ và nhiệt độ của vật thể mà còn phụ thuộc vào các yếu tố như loại vật liệu, phương pháp chuẩn bị, quá trình nhiệt, trạng thái bề mặt và điều kiện môi trường của vật thể. Do đó, để định luật bức xạ vật đen áp dụng cho tất cả các vật thể thực, phải đưa ra một hệ số tỷ lệ liên quan đến tính chất vật liệu và trạng thái bề mặt, tức là độ phát xạ. Hệ số này biểu thị mức độ gần của bức xạ nhiệt của một vật thể thực tế với bức xạ vật đen và giá trị của nó nằm trong khoảng từ 0 đến giá trị nhỏ hơn 1. Theo định luật bức xạ, miễn là biết độ phát xạ của vật liệu, thì bức xạ hồng ngoại có thể biết được đặc điểm của bất kỳ đối tượng nào. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ phát xạ là: loại vật liệu, độ nhám bề mặt, cấu trúc vật lý và hóa học và độ dày vật liệu.
Khi sử dụng nhiệt kế hồng ngoại để đo nhiệt độ của mục tiêu, trước tiên phải đo bức xạ hồng ngoại của mục tiêu trong phạm vi dải tần của nó, sau đó nhiệt độ của mục tiêu đo được tính bằng nhiệt kế. Nhiệt kế một màu tỷ lệ thuận với lượng bức xạ trong dải; nhiệt kế hai màu tỷ lệ thuận với tỷ lệ lượng bức xạ trong hai dải.
