ترکیب و اصل کار دماسنج مادون قرمز
سیستم مادون قرمز: دماسنج مادون قرمز از یک سیستم نوری، اپتوالکترونیک، تقویت کننده سیگنال، پردازش سیگنال، خروجی نمایشگر و سایر اجزا تشکیل شده است. سیستم نوری انرژی تابش مادون قرمز هدف را در میدان دید خود جمع آوری می کند و اندازه میدان دید توسط اجزای نوری و موقعیت آنها در دماسنج تعیین می شود. انرژی مادون قرمز بر فوتوالکتریک متمرکز شده و به سیگنال های الکتریکی مربوطه تبدیل می شود. سیگنال پس از تقویت و پردازش توسط مدار پردازش سیگنال به مقدار دمای هدف آزمایش شده تبدیل می شود و بر اساس الگوریتم عملیات داخلی دستگاه و گسیل هدف تصحیح می شود. درک اصل کار، مشخصات فنی، شرایط محیطی کار، بهره برداری و نگهداری از دماسنج های مادون قرمز، پایه و اساس انتخاب و استفاده صحیح از دماسنج های مادون قرمز است.
علاوه بر این، شرایط محیطی هدف و دماسنج مانند دما، اتمسفر، آلودگی و تداخل نیز باید برای تأثیر آنها بر شاخص های عملکرد و روش های اصلاح در نظر گرفته شود. هر جسمی با دمای بالاتر از صفر نسبی اشعه مادون قرمز ساطع می کند. دماسنج مادون قرمز طول موج مادون قرمز ساطع شده از جسم را دریافت و اندازه گیری می کند و می تواند دمای مربوطه را بدست آورد. تمام اجسام با دمای بالاتر از صفر نسبی به طور مداوم انرژی تابش مادون قرمز را به فضای اطراف ساطع می کنند. اندازه و توزیع طول موج انرژی تابش مادون قرمز یک جسم ارتباط نزدیکی با دمای سطح آن دارد. بنابراین، با اندازه گیری انرژی مادون قرمز ساطع شده توسط خود جسم، می توان دمای سطح آن را به دقت اندازه گیری کرد که مبنای عینی اندازه گیری دمای تابش فروسرخ است. قانون تابش جسم سیاه: جسم سیاه یک رادیاتور ایده آل است که انرژی تشعشعی را در تمام طول موج ها بدون هیچ گونه بازتاب یا انتقال انرژی جذب می کند. تابش سطحی آن 1 است.
لازم به ذکر است که جسم سیاه واقعی در طبیعت وجود ندارد، اما برای درک و به دست آوردن قانون توزیع تابش مادون قرمز، انتخاب مدل مناسب در تحقیقات نظری ضروری است. این مدل نوسانگر کوانتیزه تابش حفره بدن است که توسط پلانک پیشنهاد شده است، که قانون تابش جسم سیاه پلانک، یعنی تابش طیفی جسم سیاه بیان شده بر حسب طول موج را استخراج می کند. این نقطه شروع تمام تئوری های تابش مادون قرمز است، از این رو قانون تابش جسم سیاه است. تأثیر گسیل جسم بر اندازه گیری دمای تشعشع: تقریباً تمام اجسام واقعی موجود در طبیعت اجسام سیاه نیستند. مقدار تشعشع تمام اجسام واقعی نه تنها به طول موج تابش و دمای جسم بستگی دارد، بلکه به عواملی مانند نوع ماده، روش آماده‌سازی، فرآیند حرارتی، حالت سطح و شرایط محیطی نیز بستگی دارد. هدف - شی. انرژی مادون قرمز بر روی آشکارساز فوتوالکتریک متمرکز شده و به سیگنال های الکتریکی مربوطه تبدیل می شود. سیگنال پس از کالیبره شدن توسط تقویت کننده و مدار پردازش سیگنال بر اساس الگوریتم داخلی دستگاه و گسیل هدف، به مقدار دمای هدف مورد آزمایش تبدیل می شود.
بنابراین، برای اینکه قانون تشعشعات جسم سیاه در مورد تمام اجسام عملی اعمال شود، لازم است یک ضریب متناسب مربوط به خواص مواد و حالت های سطح، یعنی گسیل پذیری معرفی شود. این ضریب نشان دهنده نزدیکی بین تابش حرارتی جسم واقعی و تابش جسم سیاه است، با مقداری بین صفر تا مقدار کمتر از 1. طبق قانون تابش، تا زمانی که گسیل یک ماده مشخص باشد، مادون قرمز ویژگی های تابش هر جسم شناخته شده است. عوامل اصلی که بر انتشار اثر می گذارند، نوع ماده، زبری سطح، ساختار فیزیکوشیمیایی و ضخامت مواد هستند. هنگام اندازه گیری دمای یک هدف با استفاده از دماسنج تابش مادون قرمز، اولین قدم اندازه گیری تابش مادون قرمز هدف در محدوده طول موج آن است و سپس دماسنج دمای هدف اندازه گیری شده را محاسبه می کند. دماسنج تک رنگ متناسب با مقدار تشعشع داخل باند است. نسبت دماسنج دو رنگ به تابش دو باند متناسب است
