Nguyên lý và phân loại nhiệt kế là gì
1. Nguyên lý hồng ngoại: Chỉ cần nhiệt độ của vật nào đó cao hơn 0 (-273 độ ) thì sẽ có bức xạ nhiệt phát ra bên ngoài. Nhiệt độ của vật thể khác nhau, năng lượng tỏa ra cũng khác nhau và bước sóng của sóng bức xạ cũng khác nhau, nhưng tổng cộng Bao gồm bức xạ hồng ngoại, vật thể dưới 1,000 độ C có sóng điện từ mạnh nhất bị ảnh hưởng bởi bức xạ nhiệt của nó. Do đó, việc đo bức xạ hồng ngoại của vật thể có thể xác định chính xác nhiệt độ bề mặt của vật thể đó. Đây là phép đo hồng ngoại. Cơ sở khách quan và nguyên tắc cơ bản của cơ sở đo nhiệt độ nhiệt kế.
Vật đen là một vật bức xạ lý tưởng, hấp thụ năng lượng bức xạ ở mọi bước sóng, không có sự phản xạ và truyền năng lượng, có độ phát xạ trên bề mặt là 1. Tuy nhiên, những vật thực tế trong tự nhiên hầu như không phải là vật đen. Để làm rõ và thu được quy luật phân bố của bức xạ hồng ngoại, nghiên cứu lý thuyết phải lựa chọn mô hình phù hợp. Đây là bộ dao động lượng tử hóa của bức xạ khoang cơ thể do Planck đề xuất. Đây là điểm khởi đầu của mọi lý thuyết về bức xạ hồng ngoại nên gọi là định luật bức xạ vật đen.
Lượng 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 loại vật liệu, phương pháp chuẩn bị, lịch sử 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 mọi vật thể thực, cần đưa ra một hệ số tỷ lệ liên quan đến tính chất của vật liệu và trạng thái bề mặt, tức là độ phát xạ. Hệ số này biểu thị mức độ gần nhau giữa bức xạ nhiệt của vật thật và bức xạ vật đen và giá trị của nó nằm trong khoảng từ 0 đến 1. Theo định luật bức xạ, miễn là biết được độ phát xạ của vật liệu , có thể biết được đặc điểm bức xạ hồng ngoại của bất kỳ vật thể nào. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ phát xạ của sợi là: loại vật liệu, độ nhám bề mặt, cấu trúc vật lý và hóa học và độ dày vật liệu.
2. Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của nhiệt kế hồng ngoại: Trong tự nhiên, mọi vật có nhiệt độ cao hơn độ không tuyệt đối đều liên tục phát ra năng lượng bức xạ hồng ngoại ra không gian xung quanh. Kích thước năng lượng bức xạ hồng ngoại của 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 tỏa 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 đo nhiệt độ của nhiệt kế hồng ngoại là biến năng lượng bức xạ của tia hồng ngoại phát ra từ vật thể (như thép nóng chảy) thành tín hiệu điện. Kích thước của năng lượng bức xạ hồng ngoại tương ứng với nhiệt độ của vật thể (chẳng hạn như thép nóng chảy). , nhiệt độ của vật thể (chẳng hạn như thép nóng chảy) có thể được xác định. 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 mục tiêu trong trường nhìn của nó và kích thước của trường nhìn 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 thành tín hiệu điện tương ứng. Tín hiệu đi qua bộ khuếch đại và mạch xử lý tín hiệu, sau khi được hiệu chỉnh theo thuật toán xử lý bên trong của thiết bị và độ phát xạ của vật thể, tín hiệu sẽ được thay đổi thành giá trị nhiệt độ của vật thể đo.
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 tần của nó, sau đó nhiệt độ của mục tiêu cần đo sẽ được tính bằng nhiệt kế. Nhiệt kế hồng ngoại có thể được chia thành nhiệt kế một màu và nhiệt kế hai màu (nhiệt kế đo màu bức xạ) theo nguyên tắc. Nhiệt kế một màu tỷ lệ thuận với bức xạ trong dải; nhiệt kế hai màu tỷ lệ thuận với bức xạ trong hai dải. Tỷ lệ của lượng bức xạ là tỷ lệ thuận.
3. Sự phát triển và phân loại nhiệt kế hồng ngoại: Công nghệ đo nhiệt độ hồng ngoại đã được phát triển để quét và đo bề mặt có sự thay đổi nhiệt, xác định hình ảnh phân bố nhiệt độ của nó và nhanh chóng phát hiện sự chênh lệch nhiệt độ tiềm ẩn. Đây là máy ảnh nhiệt hồng ngoại. Camera chụp ảnh nhiệt hồng ngoại bắt đầu được sử dụng trong quân đội. Công ty TI của Mỹ đã phát triển hệ thống phát hiện quét hồng ngoại đầu tiên trên thế giới. Kể từ đó, công nghệ chụp ảnh nhiệt hồng ngoại liên tục được sử dụng trên máy bay, xe tăng, tàu chiến và các loại vũ khí khác ở các nước phương Tây làm mục tiêu phát hiện. Hệ thống ngắm bắn đã cải thiện đáng kể khả năng tìm kiếm và bắn trúng mục tiêu. Nhiệt kế hồng ngoại được phân loại đại khái như sau: (1) nhiệt kế điểm hồng ngoại: bao gồm loại cầm tay và loại cố định; (2) máy quét hồng ngoại; (3) camera chụp ảnh nhiệt hồng ngoại.
