Zusammensetzung und Funktionsprinzip des Infrarot-Thermometers
Infrarotsystem: Das Infrarot-Thermometer besteht aus einem optischen System, Optoelektronik, Signalverstärker, Signalverarbeitung, Anzeigeausgang und weiteren Komponenten. Das optische System sammelt 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 durch Photoelektrizität gebündelt und in entsprechende elektrische Signale umgewandelt. Das Signal wird in den Temperaturwert des getesteten Ziels umgewandelt, nachdem es von der Signalverarbeitungsschaltung verstärkt und verarbeitet und entsprechend dem Algorithmus der internen Verarbeitung des Instruments und dem Emissionsgrad des Ziels korrigiert wurde. Das Verständnis des Funktionsprinzips, der technischen Spezifikationen, der Arbeitsumgebungsbedingungen, des Betriebs und der Wartung von Infrarot-Thermometern ist die Grundlage für die richtige Auswahl und Verwendung von Infrarot-Thermometern.
Darüber hinaus sollten auch die Umgebungsbedingungen des Ziels und des Thermometers, wie Temperatur, Atmosphäre, Verschmutzung und Störungen, hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf Leistungsindikatoren und Korrekturmethoden berücksichtigt werden. Jedes Objekt mit einer Temperatur über dem relativen Nullpunkt sendet Infrarotstrahlung aus. Das Infrarot-Thermometer empfängt und misst die Wellenlänge des vom Objekt emittierten Infrarots und kann die entsprechende Temperatur ermitteln. Alle Objekte mit Temperaturen über dem relativen Nullpunkt emittieren ständig Infrarotstrahlungsenergie in den umgebenden Raum. Die Größe und Wellenlängenverteilung der Infrarotstrahlungsenergie eines Objekts stehen in engem Zusammenhang mit seiner Oberflächentemperatur. Daher kann durch die Messung der von einem Objekt selbst emittierten Infrarotenergie seine Oberflächentemperatur genau gemessen werden, was die objektive Grundlage für die Messung der Infrarotstrahlungstemperatur darstellt. Strahlungsgesetz des schwarzen Körpers: Ein schwarzer Körper ist ein idealisierter Strahler, der Strahlungsenergie aller Wellenlängen absorbiert, ohne dass Energie reflektiert oder übertragen wird. Sein Oberflächenemissionsgrad beträgt 1.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass es in der Natur keinen echten schwarzen Körper gibt, aber um das Verteilungsgesetz der Infrarotstrahlung zu verstehen und zu erhalten, ist es notwendig, in der theoretischen Forschung ein geeignetes Modell auszuwählen. Dies ist das von Planck vorgeschlagene quantisierte Oszillatormodell der Körperhöhlenstrahlung, das das Gesetz der Planck-Schwarzkörperstrahlung ableitet, d. h. die spektrale Strahlungsdichte des Schwarzkörpers ausgedrückt in Wellenlänge. Dies ist der Ausgangspunkt aller Infrarotstrahlungstheorien, daher das Schwarzkörperstrahlungsgesetz. Der Einfluss des Objektemissionsgrads auf die Messung der Strahlungstemperatur: Fast alle in der Natur vorkommenden Objekte sind keine schwarzen Körper. Die Strahlungsmenge aller tatsächlichen Objekte hängt nicht nur von der Wellenlänge der Strahlung und der Temperatur des Objekts ab, sondern auch von Faktoren wie der Art des Materials, der Herstellungsmethode, dem thermischen Prozess, dem Oberflächenzustand und den Umgebungsbedingungen, aus denen das Objekt besteht Objekt. Infrarotenergie wird auf den fotoelektrischen Detektor fokussiert und in entsprechende elektrische Signale umgewandelt. Das Signal wird in den Temperaturwert des getesteten Ziels umgewandelt, nachdem es vom Verstärker und der Signalverarbeitungsschaltung entsprechend dem internen Algorithmus des Instruments und dem Emissionsgrad des Ziels kalibriert wurde.
Damit das Schwarzkörperstrahlungsgesetz auf alle praktischen Objekte anwendbar ist, ist es daher notwendig, einen proportionalen Koeffizienten einzuführen, der sich auf Materialeigenschaften und Oberflächenzustände bezieht, nämlich den Emissionsgrad. Dieser Koeffizient stellt die Nähe zwischen der Wärmestrahlung des tatsächlichen Objekts und der Schwarzkörperstrahlung dar, mit einem Wert zwischen Null und einem Wert kleiner als 1. Nach dem Strahlungsgesetz gilt das Infrarot, solange der Emissionsgrad eines Materials bekannt ist Die Strahlungseigenschaften jedes Objekts sind bekannt. Die Hauptfaktoren, die den Emissionsgrad beeinflussen, sind Materialtyp, Oberflächenrauheit, physikalisch-chemische Struktur und Materialdicke. 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 berechnet das Thermometer die Temperatur des gemessenen Ziels. Das monochromatische Thermometer ist proportional zur Strahlungsmenge innerhalb des Bandes; Das Verhältnis des Zweifarbthermometers zur Strahlung der beiden Bänder ist proportional
