Funktionsweise von Hochgeschwindigkeits-Infrarotthermometern
Ein Hochgeschwindigkeits-Infrarotthermometer besteht aus einem optischen System, einem fotoelektrischen Detektor, einem Signalverstärker und einer Signalverarbeitung, einem Anzeigeausgang und anderen Komponenten. Bei einem Hochgeschwindigkeits-Infrarotthermometer wird die Infrarotstrahlungsenergie durch den Infrarotdetektor (Wärmedetektor und fotoelektrischer Detektor) gemessen und in elektrische Signale umgewandelt, die dann gemäß dem grundlegenden Strahlungsgesetz in Temperatur umgewandelt werden.
Das optische System erfasst die Infrarotstrahlungsenergie des Ziels in seinem Sichtfeld, dessen Größe durch die optischen Komponenten des Pyrometers sowie dessen Position bestimmt wird. Die Infrarotenergie wird auf den Fotodetektor fokussiert und in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt. Dieses Signal wird durch einen Verstärker und eine Signalverarbeitungsschaltung in einen Temperaturwert für das Ziel umgewandelt, der gemäß einem Algorithmus im Instrument berechnet und hinsichtlich der Emissionsstärke des Ziels korrigiert wird. Darüber hinaus sollten die Umgebungsbedingungen, in denen sich das Ziel und das Pyrometer befinden, wie Temperatur, Atmosphäre, Verschmutzung und Störungen usw., hinsichtlich der Auswirkungen auf Leistungsindikatoren und Korrekturmethoden berücksichtigt werden.
Ein Hochgeschwindigkeits-Infrarotthermometer wird zur Messung der Oberflächentemperatur eines Objekts verwendet. Die optischen Elemente des Thermometers emittieren, reflektieren und durch die Energiekonvergenz zum Detektor werden die elektronischen Komponenten des Thermometers in Temperaturwerte umgewandelt und auf dem Anzeigefeld des Thermometers angezeigt. Die vom Infrarotthermometer angezeigte Temperatur wird häufig als Helligkeitstemperatur des Ziels bezeichnet und unterscheidet sich von der tatsächlichen Temperatur des Objekts, da der Emissionsgrad des Objekts einen Einfluss auf die Strahlungstemperatur hat und fast alle realen Objekte, die in der Natur vorkommen, keine schwarzen Körper sind. Die Strahlung aller realen Objekte hängt nicht nur von der Wellenlänge der Strahlung und der Temperatur des Objekts ab, sondern auch von der Art des Materials, aus dem das Objekt besteht, den Herstellungsmethoden, den thermischen Prozessen sowie dem Oberflächenzustand und den Umgebungsbedingungen und anderen Faktoren. Damit das Strahlungsgesetz für schwarze Körper auf alle realen Objekte angewendet werden kann, muss daher ein Skalierungsfaktor eingeführt werden, der Emissionsgrad, der mit der Art des Materials und dem Zustand der Oberfläche zusammenhängt. Dieser Koeffizient gibt an, wie nahe die Wärmestrahlung des tatsächlichen Objekts an der Schwarzkörperstrahlung liegt, und sein Wert liegt zwischen 0 und 1. Nach dem Strahlungsgesetz sind die Infrarotstrahlungseigenschaften eines Objekts bekannt, sobald die Emissivität eines Materials bekannt ist
