Jaký je princip fungování infračerveného teploměru?
Princip činnosti externího teploměru
Pochopení principu práce, technických indikátorů, pracovních podmínek prostředí, provozu a údržby infračerveného teploměru mimo skupinu má pomoci uživatelům správně vybrat a používat infračervený teploměr.
Všechny objekty s teplotou vyšší než absolutní nula neustále vyzařují energii infračerveného záření do okolního prostoru. Charakteristiky infračerveného záření objektu – velikost energie záření a její rozložení vlnovou délkou – mají velmi úzký vztah k jeho povrchové teplotě. Proto měřením infračervené energie vyzařované samotným objektem lze přesně určit jeho povrchovou teplotu, která je objektivním základem pro měření teploty infračerveného záření.
Zákon záření černého tělesa:
Černé těleso je idealizovaný zářič, který pohlcuje všechny vlnové délky zářivé energie, nemá odraz ani přenos energie a na svém povrchu má emisivitu 1. Je třeba zdůraznit, že v přírodě neexistuje žádné skutečné černé těleso, ale pro objasnění a získání distribučního zákona infračerveného záření je třeba v teoretickém výzkumu vybrat vhodný model, kterým je navržený kvantovaný oscilátorový model záření tělesné dutiny. Planckem, takže Planckův zákon záření černého tělesa, tedy spektrální ozáření černého tělesa reprezentované vlnovou délkou, je výchozím bodem všech teorií infračerveného záření, proto se nazývá zákon záření černého tělesa.
Vliv emisivity objektu na měření teploty záření:
Skutečné objekty, které existují v přírodě, téměř nejsou černá tělesa. Množství záření všech skutečných objektů závisí nejen na vlnové délce záření a teplotě objektu, ale také na druhu materiálu tvořícího objekt, způsobu přípravy, tepelném procesu, stavu povrchu a podmínkách prostředí. Proto, aby byl zákon záření černého tělesa použitelný na všechny praktické objekty, musí být zaveden proporcionální koeficient související s materiálovými vlastnostmi a stavy povrchu, tedy emisivita. Tento koeficient udává, jak blízko je tepelné záření skutečného objektu záření černého tělesa a jeho hodnota je mezi nulou a hodnotou menší než 1. Podle zákona záření, pokud je známa emisivita materiálu, charakteristiky infračerveného záření jakéhokoli objektu mohou být známy.
Hlavní faktory ovlivňující emisivitu jsou:
Typ materiálu, drsnost povrchu, fyzikální a chemická struktura a tloušťka materiálu atd.
Při použití teploměru s infračerveným zářením k měření teploty cíle je nejprve nutné změřit infračervené záření cíle v jeho pásmovém rozsahu a poté je teploměrem vypočítána teplota měřeného cíle. Monochromatické pyrometry jsou úměrné množství záření v pásmu: dvoubarevné pyrometry jsou úměrné poměru množství záření ve dvou pásmech.
Infračervený systém:
Infračervený teploměr se skládá z optického systému, fotoelektrického detektoru, zesilovače signálu, zpracování signálu, výstupu na displej a dalších částí. Optický systém shromažďuje energii infračerveného záření cíle ve svém zorném poli a velikost zorného pole je určena optickými částmi teploměru a jeho polohou. Infračervená energie je soustředěna na fotodetektor a přeměněna na odpovídající elektrický signál. Signál prochází zesilovačem a obvodem zpracování signálu a po korekci podle algoritmu vnitřní úpravy přístroje a emisivity cíle je převeden na hodnotu teploty měřeného cíle.
