Nguyên lý và ứng dụng của nhiệt kế hồng ngoại
Nhiệt kế hồng ngoại chuyển đổi năng lượng bức xạ của tia hồng ngoại do vật thể phát ra thành tín hiệu điện. Kích thước của năng lượng bức xạ hồng ngoại tương ứng với nhiệt độ của vật thể. Theo kích thước của tín hiệu điện được chuyển đổi, nhiệt độ của vật thể có thể được xác định.
1. Nguyên lý hoạt động của nhiệt kế hồng ngoại
Nhiệt kế hồng ngoại bao gồm hệ thống quang học, máy dò quang điện, bộ khuếch đại tín hiệu, xử lý tín hiệu, đầu ra màn hình và các bộ phận khác. Hệ thống quang học thu thập năng lượng bức xạ hồng ngoại của mục tiêu trong trường quan sát của nó và kích thước của trường quan sát được xác định bởi các bộ phận quang học của nhiệt kế và vị trí của nó. Năng lượng hồng ngoại được tập trung vào bộ tách sóng quang và chuyển đổi thành tín hiệu điện tương ứng. Tín hiệu đi qua bộ khuếch đại và mạch xử lý tín hiệu, và được chuyển đổi thành giá trị nhiệt độ của mục tiêu đo được sau khi được hiệu chỉnh theo thuật toán xử lý bên trong thiết bị và độ phát xạ của mục tiêu.
Trong tự nhiên, tất cả các vật thể có nhiệt độ cao hơn 0 đều liên tục phát ra năng lượng bức xạ hồng ngoại ra không gian xung quanh. Độ lớn của năng lượng bức xạ hồng ngoại của một vật thể và sự phân bố của nó theo bước sóng - có mối quan hệ rất chặt chẽ với nhiệt độ bề mặt của nó. Do đó, bằng cách đo năng lượng hồng ngoại do chính vật thể phát ra, nhiệt độ bề mặt của nó có thể được xác định chính xác, đây là cơ sở khách quan để đo nhiệt độ bức xạ hồng ngoại.
Nguyên lý của Nhiệt kế hồng ngoại Blackbody là một bộ bức xạ lý tưởng, hấp thụ tất cả các bước sóng của năng lượng bức xạ, không phản xạ và truyền năng lượng, đồng thời có độ phát xạ bằng 1 trên bề mặt của nó. Tuy nhiên, các đối tượng thực tế trong tự nhiên hầu như không phải là vật thể màu đen. Để làm rõ và thu được sự phân bố của bức xạ hồng ngoại, trong nghiên cứu lý thuyết phải lựa chọn một mô hình thích hợp. Đây là mô hình dao động lượng tử của bức xạ khoang cơ thể do Planck đề xuất, từ đó rút ra định luật về bức xạ vật đen của Planck, tức là bức xạ quang phổ của vật đen được biểu thị bằng bước sóng, là điểm khởi đầu của tất cả các lý thuyết bức xạ hồng ngoại, vì vậy nó là gọi là định luật bức xạ 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 loại vật liệu cấu thành vật thể, phương pháp chuẩn bị, quá trình nhiệt, trạng thái bề mặt và điều kiện môi trường. Do đó, để áp dụng định luật bức xạ vật đen cho tất cả các vật thể thực tế, phải đưa ra một hệ số tỷ lệ liên quan đến tính chất vật liệu và trạng thái bề mặt, đó là hệ số phát xạ. Hệ số này biểu thị mức độ bức xạ nhiệt của một vật thể thực gần với bức xạ của 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 độ phát xạ của vật liệu là đã biết, các đặc điểm bức xạ hồng ngoại của bất kỳ vật thể nào cũng được biết. 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 của vật liệu.
Khi sử dụng nhiệt kế bức xạ hồng ngoại để đo nhiệt độ của mục tiêu, trước tiên cần đo bức xạ hồng ngoại của mục tiêu trong phạm vi dải của nó, sau đó nhiệt độ của mục tiêu đo được tính toán bằng nhiệt kế. Hỏa kế đơn sắc tỷ lệ với lượng bức xạ trong một dải; một hỏa kế hai màu tỷ lệ với tỷ lệ của lượng bức xạ trong hai dải.
Thứ hai, ứng dụng của nhiệt kế hồng ngoại
Nhiệt kế hồng ngoại là một dụng cụ đo nhiệt độ thường được sử dụng, 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, và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Hôm nay chúng tôi chủ yếu giới thiệu phạm vi ứng dụng của nhiệt kế hồng ngoại, hy vọng sẽ giúp người dùng áp dụng sản phẩm tốt hơn.
Đo lường thiết bị điện
Nhiệt kế hồng ngoại không tiếp xúc có thể đo nhiệt độ bề mặt của vật thể từ khoảng cách an toàn, khiến chúng trở thành công cụ không thể thiếu trong hoạt động bảo trì thiết bị điện.
Ứng dụng trong thiết bị điện
Trong các ứng dụng sau, nó có thể ngăn ngừa hiệu quả sự cố thiết bị và mất điện ngoài ý muốn.
Đầu nối—Các đầu nối điện có thể dần dần nới lỏng các đầu nối do quá trình làm nóng (giãn nở) và làm mát (co lại) lặp đi lặp lại để sinh nhiệt, hoặc bụi bẩn bề mặt, cặn carbon và ăn mòn. Nhiệt kế không tiếp xúc có thể nhanh chóng xác định sự gia tăng nhiệt độ cho thấy vấn đề nghiêm trọng.
Động cơ - Để duy trì tuổi thọ của động cơ, hãy kiểm tra xem dây kết nối nguồn và bộ ngắt mạch (hoặc cầu chì) có cùng nhiệt độ không.
Vòng bi động cơ - Kiểm tra các điểm nóng và sửa chữa hoặc thay thế chúng thường xuyên trước khi các sự cố gây hư hỏng thiết bị.
Cách điện cuộn dây động cơ - Kéo dài tuổi thọ của lớp cách điện cuộn dây động cơ của bạn bằng cách đo nhiệt độ của nó.
Phép đo giữa các pha - Kiểm tra xem dây và đầu nối trong động cơ cảm ứng, máy tính lớn và các thiết bị khác có cùng nhiệt độ giữa các pha không.
Máy biến áp - Các cuộn dây của thiết bị làm mát bằng không khí có thể được đo trực tiếp bằng nhiệt kế hồng ngoại để kiểm tra nhiệt độ quá mức, bất kỳ điểm nóng nào cho thấy cuộn dây của máy biến áp bị hư hỏng.
Nguồn điện liên tục - Xác định các điểm nóng trên dây kết nối trên bộ lọc đầu ra của UPS. Một điểm mát có thể chỉ ra một mạch hở trong đường bộ lọc DC.
Pin dự phòng - Kiểm tra pin điện áp thấp để đảm bảo nó được kết nối đúng cách. Tiếp xúc kém với các cực của pin có thể nóng lên đủ để đốt cháy các thanh lõi của pin.
Chấn lưu - Kiểm tra chấn lưu có quá nóng không trước khi nó bắt đầu bốc khói.
Tiện ích - Xác định các điểm nóng cho đầu nối, mối nối dây, máy biến áp và các thiết bị khác. Một số mẫu thiết bị quang học có phạm vi 60:1 hoặc thậm chí lớn hơn, mang lại hầu hết tất cả các mục tiêu đo lường trong phạm vi.
