Nguyên lý và phân loại nhiệt kế hồng ngoại là gì?
1. Nguyên lý hồng ngoại: Bất kỳ vật thể nào có nhiệt độ trên * * 0 độ (-273 độ) sẽ phát ra bức xạ nhiệt ra bên ngoài. Sự chênh lệch nhiệt độ của vật sẽ dẫn đến sự chênh lệch về năng lượng bức xạ và bước sóng của sóng bức xạ. Tuy nhiên, bức xạ hồng ngoại luôn được bao gồm. Đối với các vật thể dưới một nghìn độ C, sóng điện từ mạnh nhất mà bức xạ nhiệt của chúng chạm tới là sóng hồng ngoại. Do đó, bằng cách đo bức xạ hồng ngoại của vật thể, nhiệt độ bề ngoài của vật thể có thể được xác định chính xác. Đây là cơ sở khách quan và nguyên tắc cơ bản của phép đo nhiệt độ nhiệt kế hồng ngoại.
Vật đen là một vật bức xạ lý tưởng hóa, hấp thụ năng lượng bức xạ ở mọi bước sóng mà không có bất kỳ sự phản xạ hay truyền năng lượng nào, và độ phát xạ của nó là 1. Tuy nhiên, hầu như tất cả các vật thể thực trong thế giới tự nhiên đều không phải là vật thể đen. Để làm rõ và rút ra được quy luật khuếch tán của bức xạ hồng ngoại, trong nghiên cứu lý thuyết phải lựa chọn mô hình phù hợp. Đây là mô hình dao động lượng tử hóa của bức xạ khoang cơ thể do Planck đề xuất, rút ra định luật Planck về bức xạ vật đen, tức là độ bức xạ quang phổ của bức xạ vật đen biểu thị bằng bước sóng. Đây là điểm khởi đầu của tất cả các lý thuyết về bức xạ hồng ngoại, do đó nó được gọi là định luật bức xạ vật đen.
Mức bức xạ của tất cả các vật thể thực 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 được sử dụng để chế tạo vật thể, phương pháp chuẩn bị, lịch sử nhiệt, hình thức và điều kiện. Do đó, để áp dụng định luật bức xạ vật đen cho mọi vật thể thực, cần đưa ra hệ số tỷ lệ liên quan đến tính chất vật liệu và trạng thái bề ngoài, đó là độ phát xạ. Hệ số này biểu thị mức độ gần nhau giữa bức xạ nhiệt của vật thể thực và bức xạ vật đen, có giá trị từ 0 đến 1. Theo định luật bức xạ, chỉ cần biết độ phát xạ của vật liệu thì đặc tính bức xạ hồng ngoại của bất kỳ vật thể nào đều có thể được xác định. Các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ phát xạ của sợi bao gồm loại vật liệu, độ nhám bề mặt, bố cục vật lý và hóa học và độ dày vật liệu.
2. Nguyên lý hoạt động và cách bố trí của nhiệt kế hồng ngoại: Trong thế giới tự nhiên, mọi vật thể có nhiệt độ trên * * 0 độ đều liên tục phát ra năng lượng bức xạ hồng ngoại vào không gian xung quanh. Kích thước và bước sóng của năng lượng bức xạ hồng ngoại của vật thể có liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ bề ngoài của vật thể đó. Do đó, bằng cách đo năng lượng hồng ngoại do chính vật thể tỏa ra, nhiệt độ bên ngoài của vật thể đó có thể được xác định chính xác, đây là cơ sở khách quan để đo nhiệt độ bức xạ hồng ngoại.
Nguyên lý đo nhiệt độ của nhiệt kế hồng ngoại là chuyển đổi năng lượng bức xạ của tia hồng ngoại phát ra từ một vật thể (chẳng hạn như thép nóng chảy) thành tín hiệu điện. Độ lớn của năng lượng bức xạ hồng ngoại tương ứng với nhiệt độ của vật thể (chẳng hạn như thép nóng chảy) và nhiệt độ của vật thể (chẳng hạn như thép nóng chảy) có thể được xác định bằng sự thay đổi độ lớn của tín hiệu điện. Nhiệt kế hồng ngoại bao gồm một hệ thống quang học, máy dò quang điện, bộ khuếch đại tín hiệu, xử lý tín hiệu, hiệu suất đầu ra và các bộ phận khác. Hệ thống quang học tập trung năng lượng bức xạ hồng ngoại mục tiêu trong trường nhìn của nó và kích thước của trường nhìn được xác định bởi các thành phần quang học và vị trí của chúng của nhiệt kế. Năng lượng hồng ngoại được tập trung vào bộ tách sóng quang và chuyển đổi thành tín hiệu điện tương ứng. Tín hiệu được khuếch đại bằng bộ khuếch đại và xử lý bằng mạch phạt, sau đó được chuyển đổi thành giá trị nhiệt độ của mục tiêu sau khi hiệu chỉnh dựa trên thuật toán trị liệu bên trong của thiết bị và độ phát xạ của mục tiêu.
Khi đo nhiệt độ của mục tiêu bằng nhiệt kế bức xạ hồng ngoại, bước đầu tiên là đo bức xạ hồng ngoại của mục tiêu trong phạm vi bước sóng của nó, sau đó tính nhiệt độ của mục tiêu bằng đĩa nhiệt kế. Nguyên lý hoạt động của nhiệt kế hồng ngoại có thể được chia thành nhiệt kế đơn sắc và hai-nhiệt kế màu (nhiệt kế đo màu bức xạ). Nhiệt kế đơn sắc tỷ lệ thuận với lượng bức xạ trong dải bước sóng; Nhiệt kế hai màu tỷ lệ thuận với tỷ lệ bức xạ ở hai dải.
