Nguyên lý hoạt động của nhiệt kế hồng ngoại
Hiểu được nguyên lý hoạt động, các chỉ tiêu kỹ thuật, điều kiện môi trường làm việc, cách vận hành và bảo dưỡng nhiệt kế hồng ngoại là cơ sở để người dùng lựa chọn và sử dụng nhiệt kế hồng ngoại đúng cách. 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 nhìn của nó và kích thước của trường nhìn được xác định bởi các bộ phận quang học và vị trí 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 chuyển đổi thành giá trị nhiệt độ của mục tiêu đo sau khi được hiệu chỉnh bởi bộ khuếch đại và mạch xử lý tín hiệu theo thuật toán bên trong thiết bị và độ phát xạ của mục tiêu. Ngoài ra, các điều kiện môi trường của mục tiêu và nhiệt kế cũng cần được xem xét, chẳng hạn như ảnh hưởng của các yếu tố như nhiệt độ, không khí, ô nhiễm và nhiễu đối với các chỉ số hiệu suất và phương pháp hiệu chỉnh.
Tất cả các vật thể 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 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. các
Định luật bức xạ vật đen: Vật đen là một bộ bức xạ lý tưởng, hấp thụ năng lượng bức xạ của tất cả các bước sóng, không có phản xạ và truyền năng lượng, đồng thời có độ phát xạ bằng 1 trên bề mặt của nó. Cần chỉ ra rằng không có vật đen thực sự trong tự nhiên, nhưng để làm rõ và thu được quy luật phân bố của bức xạ hồng ngoại, trong nghiên cứu lý thuyết phải lựa chọn một mô hình thích hợp, đó là mô hình dao động lượng tử của bức xạ khoang vật thể được đề xuất. của Planck, từ đó suy ra định luật Planck về bức xạ vật đen, tức là bức xạ phổ của vật đen được biểu thị bằng bước sóng, là điểm xuất phát của tất cả các lý thuyết bức xạ hồng ngoại, vì vậy nó được gọi là định luật bức xạ vật đen.
Ảnh hưởng của độ phát xạ của vật thể đến phép đo nhiệt độ bức xạ: vật thể thực sự tồn tại trong tự nhiên hầu như không phải là vật thể 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 cho biết mức độ bức xạ nhiệt của vật thể thực gần 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, các đặc điểm bức xạ hồng ngoại của bất kỳ đối tượng được biết đến.
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; hỏa kế hai màu tỷ lệ thuận với tỷ lệ lượng bức xạ trong hai dải.
Hệ thống hồng ngoại: Nhiệt kế hồng ngoại 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. 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.
