Az infrahőmérő működési elve, osztályozása és korszerű alkalmazása
Az infravörös hőmérő hőmérsékletmérési elve, hogy a tárgy (például az olvadt acél) által kibocsátott infravörös sugarak sugárzási energiáját elektromos jellé alakítja. Az infravörös sugárzási energia mérete magának a tárgynak (például az olvadt acélnak) a hőmérsékletének felel meg. , egy tárgy (például az olvadt acél) hőmérséklete meghatározható. Az infravörös hőmérséklet mérési technológiát a felület hőváltozással történő hőmérsékletének szkennelésére és mérésére, hőmérsékleteloszlási képének meghatározására, valamint a rejtett hőmérsékleti különbségek gyors észlelésére fejlesztették ki. Ez az infravörös hőkamera. Az infravörös hőkamerákat először a hadseregben használták. 19 év alatt az amerikai TI Corporation kifejlesztette a világ első infravörös pásztázó felderítő rendszerét. Ezt követően az infravörös hőképalkotási technológiát egymás után alkalmazták repülőgépekben, tankokban, hadihajókban és más fegyverekben a nyugati országokban, mint hőirányító rendszert felderítő célokhoz, nagymértékben javította a célpontok keresésének és eltalálásának képességét. A svéd AGA cég által gyártott infravörös hőkamera vezető szerepet tölt be a polgári technológiában. Az infravörös hőmérsékletmérés technológiájának széles körben történő alkalmazása azonban továbbra is probléma. Kutatásra érdemes pályázati téma.
Az infravörös hőmérő optikai rendszerből, fotoelektromos detektorból, jelerősítőből, jelfeldolgozásból, kijelzőkimenetből és egyéb részekből áll. Az optikai rendszer a cél infravörös sugárzás energiáját gyűjti a látómezőjében, a látómező méretét a hőmérő optikai részei és helyzete határozza meg. Az infravörös energiát egy fotodetektorra fókuszálják, és megfelelő elektromos jellé alakítják át. A jel áthalad az erősítőn és a jelfeldolgozó áramkörön, és a műszer belső kezelésének algoritmusa és a cél emissziós tényezője szerinti korrekció után a mért célpont hőmérsékleti értékévé alakul.
A természetben az abszolút nullánál magasabb hőmérsékletű objektumok folyamatosan infravörös sugárzási energiát bocsátanak ki a környező térbe. Egy tárgy infravörös sugárzási energiájának nagysága és hullámhossz szerinti eloszlása - nagyon szoros összefüggésben áll a felületi hőmérséklettel. Ezért a tárgy által kisugárzott infravörös energia mérésével pontosan meghatározható annak felületi hőmérséklete, amely az infravörös sugárzás hőmérsékletmérésének objektív alapja.
A fekete test egy idealizált sugárzó, amely a sugárzási energia minden hullámhosszát elnyeli, nincs visszaverődése és energiaáteresztése, felülete emissziós tényezője 1. A gyakorlati tárgyak azonban a természetben szinte nem fekete testek. Qinghe megkapta az infravörös sugárzás eloszlási törvényét, és az elméleti kutatás során megfelelő modellt kell kiválasztani, amely a Planck által javasolt testüreg-sugárzás kvantált oszcillátormodellje, és így levezette a Planck-féle fekete test sugárzásának törvényét, azaz a hullámhosszal kifejezett fekete test A spektrális sugárzást, amely minden infravörös sugárzási elmélet kiindulópontja, a fekete test sugárzásának törvényének nevezzük. Az összes tényleges objektum sugárzása nemcsak a sugárzás hullámhosszától és a tárgy hőmérsékletétől függ, hanem az anyag típusától, az előkészítési módtól és a tárgy hőfolyamatától is. Olyan tényezőkhöz kapcsolódik, mint a felszín állapota és a környezeti feltételek. Ezért ahhoz, hogy a fekete test sugárzásának törvénye minden gyakorlati tárgyra alkalmazható legyen, be kell vezetni az anyagtulajdonságokkal és a felületi állapotokkal kapcsolatos arányos együtthatót, vagyis az emissziós tényezőt. Ez az együttható azt mutatja meg, hogy egy tényleges tárgy hősugárzása mennyire közel esik egy fekete test sugárzásához, értéke pedig nulla és 1-nél kisebb érték között van. A sugárzás törvénye szerint mindaddig, amíg az anyag emissziós tényezője ismert, bármely tárgy infravörös sugárzási jellemzői ismertek. Az emissziót befolyásoló fő tényezők: az anyag típusa, felületi érdesség, fizikai és kémiai szerkezet, valamint az anyag vastagsága. Ha infravörös hőmérőt használunk a céltárgy hőmérsékletének mérésére, először meg kell mérni a céltárgy infravörös sugárzását a sávtartományán belül, majd a hőmérő kiszámítja a mért célpont hőmérsékletét. A monokromatikus pirométerek arányosak a sávon belüli sugárzás mennyiségével; a kétszínű pirométerek arányosak a két sávban lévő sugárzás mennyiségének arányával.
Az infravörös hőmérsékletmérés pontonkénti elemzési módszert alkalmaz, vagyis az objektum helyi területének hősugárzását egyetlen detektorra fókuszálják, és a sugárzási teljesítményt az ismert tárgy emissziós tényezője révén hőmérsékletgé alakítják. . A különböző észlelt tárgyak, mérési tartományok és felhasználási alkalmak miatt az infravörös hőmérők megjelenése és belső felépítése eltérő, de az alapvető felépítés általában hasonló, elsősorban optikai rendszert, fotodetektort, jelerősítőt és jelfeldolgozást, kijelző kimenetet és egyéb elemeket tartalmaz. alkatrészek. Radiátor által kibocsátott infravörös sugárzás. Az optikai rendszerbe belépve az infravörös sugárzást a modulátor váltakozó sugárzássá modulálja, és a detektor megfelelő elektromos jellé alakítja át. A jel áthalad az erősítőn és a jelfeldolgozó áramkörön, és a műszerben lévő algoritmus és a cél emissziós tényezője szerinti korrekció után a mért cél hőmérsékleti értékévé alakul.
