Theoretische principes van infraroodthermometrie en toepassingen van infraroodthermometrie
Er zijn veel manieren om de temperatuur te meten. Thermometers kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: contacttemperatuurmeetinstrumenten en contactloze temperatuurmeetinstrumenten. Contacttypen zijn onder meer de bekende vloeistofthermometers, thermokoppelthermometers, thermische weerstandsthermometers, enz. Zoals we allemaal weten, is temperatuur een van de belangrijkste parameters in verwarmings-, gastoevoer-, ventilatie- en airconditioningsystemen. Vooral bij het thermische meetproces is de nauwkeurigheid van de temperatuur vaak de sleutel tot het bepalen van het succes of falen van het experiment. Daarom is een meetinstrument voor hoge temperaturen essentieel in de techniek. Daarom introduceert dit artikel de principes en toepassingen van infraroodthermometers onder temperatuurmeetinstrumenten.
Het theoretische principe van infraroodtemperatuurmeting:
Wanneer de temperatuur van een object in de natuur hoger is dan nul, zal het vanwege de aanwezigheid van interne thermische beweging continu elektromagnetische golven naar de omgeving uitstralen, inclusief infraroodstralen met een golflengtebereik van 0.75 µm~100 µm . Het kenmerk ervan is dat bij een bepaalde temperatuur en golflengte de door een object uitgezonden stralingsenergie een grote waarde heeft. Dit materiaal wordt een zwart lichaam genoemd en de reflectiecoëfficiënt is ingesteld op 1. De reflectiecoëfficiënt van andere materialen is minder dan 1, wat een zwart lichaam wordt genoemd. Grijs lichaam, omdat de relatie tussen het spectrale stralingsvermogen P (λT) van het zwarte lichaam en de temperatuur T voldoet aan de wet van Planck. Het laat zien dat bij de temperatuur T het stralingsvermogen van het zwarte lichaam per oppervlakte-eenheid bij de golflengte λ P(λT) is.
Naarmate de temperatuur stijgt, wordt de stralingsenergie van het object sterker. Dit is het startpunt van de infraroodstralingstheorie en de basis voor het ontwerp van enkelbands infraroodthermometers.
Naarmate de temperatuur stijgt, beweegt de stralingspiek naar de kortegolfrichting (naar links) en voldoet aan de verschuivingsstelling van Wien. De golflengte bij de piek is omgekeerd evenredig met de temperatuur T, en de stippellijn is de lijn die de pieken verbindt. Deze formule vertelt ons waarom thermometers voor hoge temperaturen meestal bij korte golven werken, en thermometers voor lage temperaturen meestal bij lange golven.
De snelheid waarmee de uitgestraalde energie verandert met de temperatuur is groter bij korte golflengten dan bij lange golflengten. Dat wil zeggen dat thermometers die op korte golflengten werken een relatief hoge signaal-ruisverhouding (hoge gevoeligheid) en sterke anti-interferentie hebben. De thermometer moet proberen te werken op de piekgolflengte. Dit is vooral belangrijk in het geval van kleine doelen voor lage temperaturen.
Infraroodthermometer bestaat uit een optisch systeem, foto-elektrische detector, signaalversterker, signaalverwerking, weergave-uitvoer en andere onderdelen. De straling van het gemeten object en de feedbackbron wordt gemoduleerd door de modulator en vervolgens ingevoerd in de infrarooddetector. Het verschil tussen de twee signalen wordt versterkt door de inverse versterker en regelt de temperatuur van de feedbackbron zodat de spectrale straling van de feedbackbron hetzelfde is als de spectrale straling van het object. Het display geeft de helderheidstemperatuur van het te meten object weer
