Composição e princípio de funcionamento do termômetro infravermelho
Sistema infravermelho: O termômetro infravermelho consiste em um sistema óptico, optoeletrônica, amplificador de sinal, processamento de sinal, saída de display e outros componentes. O sistema óptico reúne a energia da radiação infravermelha do alvo dentro de seu campo de visão, e o tamanho do campo de visão é determinado pelos componentes ópticos e suas posições no termômetro. A energia infravermelha é focada na fotoeletricidade e convertida em sinais elétricos correspondentes. O sinal é convertido no valor da temperatura do alvo testado após ser amplificado e processado pelo circuito de processamento de sinal, e corrigido de acordo com o algoritmo de tratamento interno do instrumento e a emissividade do alvo. Compreender o princípio de funcionamento, as especificações técnicas, as condições ambientais de trabalho, a operação e a manutenção dos termômetros infravermelhos é a base para que os usuários escolham e usem os termômetros infravermelhos corretamente.
Além disso, as condições ambientais do alvo e do termômetro, como temperatura, atmosfera, poluição e interferência, também devem ser consideradas quanto ao seu impacto nos indicadores de desempenho e métodos de correção. Qualquer objeto com temperatura acima do zero relativo emitirá radiação infravermelha. O termômetro infravermelho recebe e mede o comprimento de onda do infravermelho emitido pelo objeto, podendo obter a temperatura correspondente. Todos os objetos com temperaturas acima do zero relativo emitem constantemente energia de radiação infravermelha para o espaço circundante. O tamanho e a distribuição do comprimento de onda da energia da radiação infravermelha de um objeto estão intimamente relacionados à temperatura de sua superfície. Portanto, medindo a energia infravermelha emitida pelo próprio objeto, sua temperatura superficial pode ser medida com precisão, que é a base objetiva para a medição da temperatura da radiação infravermelha. Lei da radiação do corpo negro: Um corpo negro é um radiador idealizado que absorve energia de radiação de todos os comprimentos de onda sem qualquer reflexão ou transmissão de energia. Sua emissividade superficial é 1.
Ressalta-se que não existe corpo negro real na natureza, mas para compreender e obter a lei de distribuição da radiação infravermelha é necessário escolher um modelo adequado na pesquisa teórica. Este é o modelo oscilador quantizado da radiação da cavidade corporal proposto por Planck, que deriva a lei da radiação do corpo negro de Planck, ou seja, a radiância espectral do corpo negro expressa em comprimento de onda. Este é o ponto de partida de todas as teorias da radiação infravermelha, daí a lei da radiação do corpo negro. A influência da emissividade do objeto na medição da temperatura de radiação: Quase todos os objetos reais presentes na natureza não são corpos negros. A quantidade de radiação de todos os objetos reais não depende apenas do comprimento de onda da radiação e da temperatura do objeto, mas também de fatores como tipo de material, método de preparação, processo térmico, estado da superfície e condições ambientais que compõem o objeto. A energia infravermelha é focada no detector fotoelétrico e convertida em sinais elétricos correspondentes. O sinal é convertido no valor da temperatura do alvo testado após ser calibrado pelo amplificador e circuito de processamento de sinal de acordo com o algoritmo interno do instrumento e a emissividade do alvo.
Portanto, para que a lei da radiação do corpo negro se aplique a todos os objetos práticos, é necessário introduzir um coeficiente proporcional relacionado às propriedades dos materiais e aos estados da superfície, nomeadamente a emissividade. Este coeficiente representa a proximidade entre a radiação térmica do objeto real e a radiação do corpo negro, com valor entre zero e valor inferior a 1. De acordo com a lei da radiação, desde que a emissividade de um material seja conhecida, o infravermelho as características de radiação de qualquer objeto são conhecidas. Os principais fatores que afetam a emissividade são o tipo de material, rugosidade superficial, estrutura físico-química e espessura do material. Ao medir a temperatura de um alvo usando um termômetro de radiação infravermelha, o primeiro passo é medir a radiação infravermelha do alvo dentro de sua faixa de comprimento de onda e, em seguida, o termômetro calcula a temperatura do alvo medido. O termômetro monocromático é proporcional à quantidade de radiação dentro da banda; A relação entre o termômetro de duas cores e a radiação das duas bandas é proporcional
