Was ist das Prinzip und die Klassifizierung von Infrarot-Thermometern?
1. Infrarot-Prinzip: Jedes Objekt, dessen Temperatur über * * null Grad (-273 Grad) liegt, sendet Wärmestrahlung nach außen aus. Der Temperaturunterschied des Objekts führt zu einem Unterschied in der abgestrahlten Energie und der Wellenlänge der Strahlungswelle. Infrarotstrahlung ist jedoch immer enthalten. Bei Objekten unter tausend Grad Celsius sind Infrarotwellen die stärksten elektromagnetischen Wellen, auf die ihre Wärmestrahlung trifft. Daher kann durch die Messung der Infrarotstrahlung des Objekts selbst seine Erscheinungstemperatur genau bestimmt werden. Dies ist die objektive Grundlage und das Grundprinzip der Temperaturmessung mit Infrarot-Thermometern.
Ein Schwarzer Körper ist ein idealisierter Strahler, der Strahlungsenergie aller Wellenlängen ohne Reflexion oder Übertragung von Energie absorbiert, und sein Emissionsgrad beträgt 1. Allerdings sind fast alle realen Objekte in der natürlichen Welt keine Schwarzen Körper. Um das Diffusionsgesetz der Infrarotstrahlung zu klären und zu erhalten, muss in der theoretischen Forschung ein geeignetes Modell ausgewählt werden. Dies ist das von Planck vorgeschlagene quantisierte Oszillatormodell der Körperhöhlenstrahlung, das das Plancksche Gesetz der Schwarzkörperstrahlung ableitet, d. h. die spektrale Strahlungsdichte der Schwarzkörperstrahlung, ausgedrückt in Wellenlänge. Dies ist der Ausgangspunkt aller Infrarotstrahlungstheorien und wird daher als Schwarzkörperstrahlungsgesetz bezeichnet.
Der Strahlungspegel aller realen Objekte hängt nicht nur von der Strahlungswellenlänge und der Temperatur des Objekts ab, sondern auch von Faktoren wie der Art des für die Konstruktion des Objekts verwendeten Materials, den Vorbereitungsmethoden, der thermischen Vorgeschichte sowie dem Aussehen und den Bedingungen. Um das Schwarzkörperstrahlungsgesetz auf alle realen Objekte anzuwenden, ist es daher notwendig, einen Proportionalitätskoeffizienten einzuführen, der sich auf die Materialeigenschaften und Erscheinungszustände bezieht, nämlich den Emissionsgrad. Dieser Koeffizient stellt das Näherungsniveau zwischen der Wärmestrahlung realer Objekte und der Schwarzkörperstrahlung dar und hat einen Wert zwischen 0 und 1. Gemäß dem Strahlungsgesetz können die Infrarotstrahlungseigenschaften jedes Objekts bestimmt werden, solange der Emissionsgrad eines Materials bekannt ist. Zu den wichtigen Faktoren, die den Emissionsgrad des Garns beeinflussen, gehören der Materialtyp, die Oberflächenrauheit, die physikalische und chemische Struktur sowie die Materialdicke.
2. Funktionsprinzip und Aufbau eines Infrarot-Thermometers: In der Natur geben alle Objekte mit Temperaturen über * * Null Grad kontinuierlich Infrarotstrahlungsenergie in den umgebenden Raum ab. Die Größe und Wellenlänge der Infrarotstrahlungsenergie eines Objekts hängen eng mit seiner Erscheinungstemperatur zusammen. Daher kann durch die Messung der von einem Objekt selbst abgestrahlten Infrarotenergie seine Außentemperatur genau bestimmt werden, was die objektive Grundlage für die Messung der Infrarotstrahlungstemperatur darstellt.
Das Temperaturmessprinzip eines Infrarot-Thermometers besteht darin, die Strahlungsenergie des von einem Objekt (z. B. geschmolzenen Stahl) emittierten Infrarots in ein elektrisches Signal umzuwandeln. Die Größe der Infrarotstrahlungsenergie entspricht der Temperatur des Objekts (z. B. geschmolzenen Stahls) selbst, und die Temperatur des Objekts (z. B. geschmolzenen Stahls) kann durch die Änderung der Größe des elektrischen Signals bestimmt werden. Das Infrarot-Thermometer besteht aus einem optischen System, einem fotoelektrischen Detektor, einem Signalverstärker, einer Signalverarbeitungsstrafe, einer Leistungsausgabe und anderen Abteilungen. Das optische System konzentriert die Infrarotstrahlungsenergie des Ziels in seinem Sichtfeld, und die Größe des Sichtfelds wird durch die optischen Komponenten und ihre Positionen im Thermometer bestimmt. Infrarotenergie wird auf den Fotodetektor fokussiert und in entsprechende elektrische Signale umgewandelt. Das Signal wird von einem Verstärker verstärkt und von einer Strafschaltung verarbeitet und dann nach Korrektur basierend auf dem Algorithmus der internen Therapie des Instruments und dem Emissionsgrad des Ziels in den Temperaturwert des Ziels umgewandelt.
Bei der Messung der Temperatur eines Ziels mit einem Infrarotstrahlungsthermometer besteht der erste Schritt darin, die Infrarotstrahlung des Ziels innerhalb seines Wellenlängenbereichs zu messen und dann die Temperatur des Ziels mithilfe der Thermometerscheibe zu berechnen. Das Prinzip der Infrarot-Thermometer lässt sich in monochromatische Thermometer und zwei-Farbthermometer (strahlungskolorimetrische Thermometer) unterteilen. Monochromatische Thermometer sind proportional zur Strahlungsmenge innerhalb des Wellenlängenbandes; Das Zweifarbenthermometer ist proportional zum Strahlungsverhältnis in zwei Bändern.
