Az infravörös hőmérők gyakori hibái és hibaelhárítása
Az infravörös hőmérők működési elvének, műszaki jellemzőinek, környezeti munkakörülményeinek, működésének és karbantartásának ismerete az alapja annak, hogy a felhasználók helyesen válasszák ki és használják azokat. Az optikai rendszer a céltárgy infravörös sugárzási energiáját a látóterében gyűjti össze, a látómező méretét a hőmérő optikai komponensei és helyzete határozza meg. Az infravörös energiát a fotodetektorra fókuszálják, és megfelelő elektromos jelekké alakítják. A jelet a jelfeldolgozó áramkör az algoritmusnak és a műszeren belüli cél emissziós korrekciónak megfelelően felerősíti és feldolgozza a mért cél hőmérsékleti értékévé. Ezenkívül figyelembe kell venni a céltárgy és a hőmérő környezeti feltételeit, például a hőmérsékletet, a légkört, a szennyezést és az interferenciát a teljesítménymutatókra és a korrekciós módszerekre gyakorolt hatásuk szempontjából.
Minden nulla feletti hőmérsékletű objektum folyamatosan infravörös sugárzási energiát bocsát ki a környező térbe. Egy tárgy infravörös sugárzási energiájának nagysága és hullámhossz-eloszlása szorosan összefügg a felületi hőmérsékletével. Ezért magának a tárgynak az infravörös energiájának mérésével pontosan meghatározható annak felületi hőmérséklete, ami az infravörös sugárzás hőmérsékletmérésének objektív alapja.
Fekete test sugárzási törvénye: A fekete test egy idealizált sugártest, amely minden hullámhosszú sugárzási energiát visszaverődés és energiaátadás nélkül nyel el, és felületi emissziós tényezője 1. Hangsúlyozni kell, hogy a természetben nincs valódi fekete test, de az infravörös sugárzás eloszlási törvényének tisztázásához és megszerzéséhez az elméleti kutatás során megfelelő modellt kell kiválasztani. Ez a Planck által javasolt testüreg-sugárzás kvantált oszcillátormodellje, amely levezette a feketetestek sugárzásának Planck-törvényét, nevezetesen a feketetest-sugárzás hullámhosszban kifejezett spektrális sugárzását. Ez az összes infravörös sugárzás elmélet kiindulópontja, ezért nevezik feketetest-sugárzási törvénynek.
Az objektum emissziós képességének hatása a sugárzási hőmérséklet mérésére: A természetben szinte minden tényleges tárgy nem fekete test. Az összes tényleges objektum sugárzási szintje nemcsak az objektum sugárzási hullámhosszától és hőmérsékletétől függ, hanem olyan tényezőktől is, mint az anyag típusa, az előkészítési módszer, a termikus folyamat, a felület állapota és a tárgyat alkotó környezeti feltételek. Ezért ahhoz, hogy a feketetestek sugárzási törvénye minden gyakorlati tárgyra alkalmazható legyen, be kell vezetni az anyagtulajdonságokkal és felületi állapotokkal kapcsolatos arányossági együtthatót, nevezetesen az emissziós tényezőt. Ez az együttható azt jelenti, hogy egy tényleges objektum hősugárzása milyen mértékben közelít a feketetest sugárzásához, nulla és 1-nél kisebb értékek esetén. A sugárzás törvénye szerint, amíg egy 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 sugárzásos hőmérőt használunk egy célpont hőmérsékletének mérésére, első lépésként megmérjük a céltárgy infravörös sugárzását annak hullámhossz-tartományán belül, majd a hőmérő kiszámítja a mért célpont hőmérsékletét. A monokromatikus hőmérők arányosak a frekvenciasávon belüli sugárzással; A kétszínű hőmérő két sávban arányos a sugárzás arányával.
Infravörös rendszer: Az infravörös hőmérő optikai rendszerből, fotodetektorból, jelerősítőből, jelfeldolgozásból, kijelzőkimenetből és egyéb alkatrészekből áll. Az optikai rendszer a céltárgy infravörös sugárzási energiáját a látóterébe koncentrálja, a látómező méretét pedig az optikai komponensek és a hőmérő elhelyezkedése határozza meg. Az infravörös energiát a fotodetektorra fókuszálják, és megfelelő elektromos jelekké alakítják. A jelet egy jelfeldolgozó áramkör felerősíti és feldolgozza, majd a műszer belső terápiájának algoritmusa és cél emissziós képessége szerinti kalibrálás után a mért célpont hőmérsékleti értékévé konvertálja.
