Funktionsprinzip des Infrarot-Thermometers
Das Verständnis des Funktionsprinzips, der technischen Indikatoren, der Arbeitsumgebungsbedingungen, des Betriebs und der Wartung von Infrarot-Thermometern ist die Grundlage für die richtige Auswahl und Verwendung von Infrarot-Thermometern durch Benutzer. Das Infrarot-Thermometer besteht aus einem optischen System, einem fotoelektrischen Detektor, einem Signalverstärker, einer Signalverarbeitung, einem Anzeigeausgang und anderen Teilen. Das optische System sammelt die Infrarotstrahlungsenergie des Ziels in seinem Sichtfeld, und die Größe des Sichtfelds wird durch die optischen Teile und die Position des Thermometers bestimmt. Infrarotenergie wird auf einen Fotodetektor fokussiert und in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt. Das Signal wird in den Temperaturwert des gemessenen Ziels umgewandelt, nachdem es vom Verstärker und der Signalverarbeitungsschaltung entsprechend dem Algorithmus im Instrument und dem Emissionsgrad des Ziels kalibriert wurde. Darüber hinaus sollten auch die Umgebungsbedingungen des Ziels und des Thermometers berücksichtigt werden, beispielsweise der Einfluss von Faktoren wie Temperatur, Atmosphäre, Verschmutzung und Störungen auf die Leistungsindikatoren und die Korrekturmethode.
Alle Objekte, deren Temperatur über dem absoluten Nullpunkt liegt, geben ständig Infrarotstrahlungsenergie in den umgebenden Raum ab. Die Größe der Infrarotstrahlungsenergie eines Objekts und ihre Verteilung nach der Wellenlänge stehen in einem sehr engen Zusammenhang mit seiner Oberflächentemperatur. Daher kann durch die Messung der vom Objekt selbst abgestrahlten Infrarotenergie seine Oberflächentemperatur genau bestimmt werden, was die objektive Grundlage für die Messung der Infrarotstrahlungstemperatur darstellt. Die
Strahlungsgesetz des Schwarzen Körpers: Ein Schwarzer Körper ist ein idealisierter Strahler, der Strahlungsenergie aller Wellenlängen absorbiert, keine Energiereflexion und -übertragung aufweist und auf seiner Oberfläche einen Emissionsgrad von 1 aufweist. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass es in der Natur keinen echten schwarzen Körper gibt. Um jedoch das Verteilungsgesetz der Infrarotstrahlung zu klären und zu erhalten, muss in der theoretischen Forschung ein geeignetes Modell ausgewählt werden, nämlich das vorgeschlagene quantisierte Oszillatormodell der Körperhöhlenstrahlung von Planck, der daraus das Plancksche Gesetz der Schwarzkörperstrahlung ableitet, d.
Der Einfluss des Objektemissionsgrads auf die Messung der Strahlungstemperatur: Die tatsächlich in der Natur vorkommenden Objekte sind fast keine schwarzen Körper. Die Strahlungsmenge aller tatsächlichen Objekte hängt nicht nur von der Strahlungswellenlänge und der Temperatur des Objekts ab, sondern auch von der Art des Materials, aus dem das Objekt besteht, der Herstellungsmethode, dem thermischen Prozess, dem Oberflächenzustand und den Umgebungsbedingungen. Um das Gesetz der Schwarzkörperstrahlung auf alle praktischen Objekte anwendbar zu machen, muss daher ein proportionaler Koeffizient eingeführt werden, der sich auf Materialeigenschaften und Oberflächenzustände bezieht, nämlich den Emissionsgrad. Dieser Koeffizient gibt an, wie nah die Wärmestrahlung des tatsächlichen Objekts an der Strahlung des schwarzen Körpers ist, und sein Wert liegt zwischen Null und einem Wert kleiner als 1. Nach dem Strahlungsgesetz gilt, solange der Emissionsgrad des Materials bekannt ist, Die Infrarotstrahlungseigenschaften jedes Objekts sind bekannt.
Die Hauptfaktoren, die den Emissionsgrad beeinflussen, sind: Materialtyp, Oberflächenrauheit, physikalische und chemische Struktur sowie Materialdicke.
Wenn ein Infrarotstrahlungsthermometer zum Messen der Temperatur eines Ziels verwendet wird, muss zunächst die Infrarotstrahlung des Ziels innerhalb seines Bandbereichs gemessen werden. Anschließend wird die Temperatur des gemessenen Ziels vom Thermometer berechnet. Monochromatische Pyrometer sind proportional zur Strahlungsmenge innerhalb eines Bandes; Zweifarbenpyrometer sind proportional zum Verhältnis der Strahlungsmenge in den beiden Bändern.
Infrarotsystem: Das Infrarot-Thermometer besteht aus einem optischen System, einem Fotodetektor, einem Signalverstärker, einer Signalverarbeitung, einem Anzeigeausgang und anderen Teilen. Das optische System sammelt die Infrarotstrahlungsenergie des Ziels in seinem Sichtfeld, und die Größe des Sichtfelds wird durch die optischen Teile des Thermometers und seine Position bestimmt. Infrarotenergie wird auf einen Fotodetektor fokussiert und in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt. Das Signal durchläuft den Verstärker und die Signalverarbeitungsschaltung und wird in den Temperaturwert des gemessenen Ziels umgewandelt, nachdem es entsprechend dem Algorithmus der internen Behandlung des Instruments und dem Emissionsgrad des Ziels korrigiert wurde.
