Gesetze des Infrarot-Thermometers
Infrarotthermometer sind ein wichtiges Werkzeug zum Erkennen interner Strukturfehler von Leistungstransformatoren und außerdem ein wichtiges Mittel zur Kontrolle und Überwachung der Produktqualität. Sie bestehen hauptsächlich aus einem optischen System, einem Fotodetektor, einem Signalverstärker, einer Signalverarbeitung, einem Anzeigeausgang und anderen Teilen. Das Funktionsprinzip wird wie folgt vorgestellt:
Wenn in der Natur die Temperatur eines Objekts über Null liegt, gibt es kontinuierlich Infrarotstrahlungsenergie an den umgebenden Raum ab. Die Größe und Verteilung der Strahlungsenergie hängen von der Oberflächentemperatur des Objekts ab. Daher können wir die vom Objekt abgegebene Strahlung messen. Infrarotenergie wird verwendet, um die Temperatur seiner Oberfläche zu bestimmen. Dies ist die objektive Grundlage, auf der die Messung der Infrarotstrahlungstemperatur basiert.
Schauen wir uns ein weiteres Gesetz zu Infrarot-Thermometern an.
Strahlungsgesetz für schwarze Körper: Ein schwarzer Körper ist ein idealisierter Strahler. Er absorbiert Strahlungsenergie aller Wellenlängen, hat keine Reflexion oder Übertragung von Energie und seine Oberfläche hat einen Emissionsgrad von 1. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass es in der Natur keinen echten schwarzen Körper gibt, aber um das Verteilungsgesetz 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, aus dem das Plancksche Strahlungsgesetz für schwarze Körper abgeleitet wurde, d. h. die in Wellenlängen ausgedrückte spektrale Strahlungsdichte schwarzer Körper ist der Ausgangspunkt aller Theorien zur Infrarotstrahlung und wird daher als Strahlungsgesetz für schwarze Körper bezeichnet.
Der Einfluss der Objektemission auf die Strahlungsthermometrie: Fast alle in der Natur vorkommenden realen Objekte sind keine schwarzen Körper. Die Strahlungsmenge aller realen Objekte hängt nicht nur von der Strahlungswellenlänge 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 des Objekts. Um das Strahlungsgesetz für schwarze Körper auf alle realen Objekte anwendbar zu machen, muss daher ein Proportionalitätskoeffizient eingeführt werden, der sich auf die Materialeigenschaften und den Oberflächenzustand bezieht, nämlich die Emissivität. Dieser Koeffizient gibt an, wie nahe die Wärmestrahlung eines realen Objekts der Strahlung eines schwarzen Körpers kommt, und sein Wert liegt zwischen Null und einem Wert kleiner als 1. Gemäß dem Strahlungsgesetz können die Infrarotstrahlungseigenschaften jedes Objekts ermittelt werden, solange die Emissivität des Materials bekannt ist. Die Hauptfaktoren, die die Emissivität beeinflussen, sind: Materialart, Oberflächenrauheit, physikalische und chemische Struktur und Materialdicke.
Wenn Sie ein Infrarotthermometer verwenden, um die Temperatur eines Ziels zu messen, muss zunächst die Infrarotstrahlung des Ziels innerhalb seines Bandbereichs gemessen werden. Anschließend berechnet das Thermometer die Temperatur des gemessenen Ziels. Ein einfarbiges Thermometer ist proportional zur Strahlungsmenge innerhalb des Bandes; ein zweifarbiges Thermometer ist proportional zum Verhältnis der Strahlungsmenge in den beiden Bändern.
