Mi az infravörös hőmérő működési elve?
A külső hőmérő működési elve
Az infrahőmérő működési elvének, műszaki mutatóinak, környezeti munkakörülményeinek, a csoporton kívüli üzemeltetésének és karbantartásának megértése segíti a felhasználókat az infrahőmérő helyes kiválasztásában és használatában.
Az abszolút nullánál magasabb hőmérsékletű objektumok folyamatosan infravörös sugárzási energiát bocsátanak ki a környező térbe. Egy objektum infravörös sugárzási jellemzői – a sugárzási energia nagysága és hullámhosszonkénti eloszlása – nagyon szoros kapcsolatban állnak 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 sugárzásának törvénye:
A fekete test egy idealizált sugárzó, amely elnyeli a sugárzási energia minden hullámhosszát, nincs visszaverődése vagy energiaáteresztése, és a felületén 1-es emissziós tényező van. Kiemelendő, hogy a természetben nem létezik valódi fekete test, de az infravörös sugárzás eloszlási törvényének tisztázásához és megismeréséhez az elméleti kutatás során megfelelő modellt kell kiválasztani, amely a javasolt testüreg-sugárzás kvantált oszcillátor modellje. Planck által, így a fekete test sugárzásának Planck-törvénye, vagyis a fekete test hullámhosszal ábrázolt spektrális besugárzása az összes infravörös sugárzáselmélet kiindulópontja, ezért ezt a fekete test sugárzásának törvényének nevezik.
A tárgy emissziójának hatása a sugárzási hőmérséklet mérésére:
A természetben létező tényleges tárgyak szinte nem fekete testek. Valamennyi tényleges tárgy sugárzási mennyisége nemcsak a sugárzás hullámhosszától és a tárgy hőmérsékletétől függ, hanem a tárgyat alkotó anyag típusától, az előkészítési módtól, a hőfolyamattól, a felület állapotától és a környezeti feltételektől is. 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 az aktuális tárgy hősugárzása milyen közel áll a 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 megismerhetők.
Az emissziót befolyásoló fő tényezők a következők:
Anyagtípus, felületi érdesség, fizikai és kémiai szerkezet és anyagvastagság stb.
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 egy sávban lévő sugárzás mennyiségével: a kétszínű pirométerek arányosak a két sávban lévő sugárzás mennyiségének arányával.
Infravörös rendszer:
Az infravörös hőmérő optikai rendszerből, fotoelektromos detektorból, jelerősítőből, jelfeldolgozásból, kijelzőkimenetből és egyéb részekből áll. Az optikai rendszer a céltárgy infravörös sugárzási energiáját gyűjti össze a látóterében, a látómező méretét pedig 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 és a cél emissziós tényezőjének algoritmusa szerint korrigálás után a mért célpont hőmérsékleti értékévé alakul.
