دماسنج مادون قرمز برای اندازه گیری دما اشعه مادون قرمز ساطع نمی کند؟
تابش جسم سیاه چیست؟
آنچه در جهان هست معقول است و آنچه هست معنا و ارزش خاص خود را ندارد. به ندرت می توان نور مادون قرمز را پیدا کرد. چه کاری می تواند انجام دهد؟ ما می توانیم از پرتوهای مادون قرمز به عنوان کنترل از راه دور استفاده کنیم و فناوری سنجش از راه دور از طول موج بلند پرتوهای مادون قرمز بهره می برد. البته اندازه گیری دما نیز وجود دارد که در مورد آن صحبت می کنیم. بنابراین چگونه یک دماسنج مادون قرمز از اشعه مادون قرمز برای اندازه گیری دما استفاده می کند؟ ابتدا بیایید تابش جسم سیاه را درک کنیم. به اصطلاح جسم سیاه به جسم سیاه اشاره دارد؟ جسم سیاه در واقع یک جسم ایده آل است که می تواند تمام تشعشعات الکترومغناطیسی خارجی را بدون هیچ گونه بازتاب یا انتقال جذب کند. مهم نیست چه جسمی، تا زمانی که دمای آن بالاتر از صفر مطلق باشد، امواج الکترومغناطیسی ساطع می کند. امواج الکترومغناطیسی امواج ذرات نوسانی هستند که در فضا توسط میدان های الکتریکی و میدان های مغناطیسی که در فاز و عمود بر یکدیگر هستند ساطع می شوند. آنها میدان های الکترومغناطیسی هستند که به صورت امواج منتشر می شوند. یک جسم سیاه زمانی که زیر 700K باشد سیاه به نظر می رسد، اما این تنها به این دلیل است که انرژی تابشی ساطع شده توسط جسم سیاه زیر 700K بسیار کوچک است و طول موج تابش خارج از محدوده نور مرئی است. اگر دمای جسم سیاه بیشتر از دمای بالا باشد، جسم سیاه دیگر سیاه نخواهد شد، شروع به قرمز شدن می کند و با افزایش دما رنگ های نارنجی، زرد، سفید و سایر رنگ ها نمایان می شود. با در نظر گرفتن فولاد به عنوان مثال، با توجه به روند افزایش دما، به ترتیب قرمز، نارنجی و زرد می شود. هنگامی که دما از 1300 درجه سانتیگراد فراتر رفت، شروع به سفید و آبی می کند. هنگامی که یک جسم سیاه سفید می شود، مقدار زیادی نور فرابنفش نیز ساطع می کند.
از این میان توان تابشی در واحد سطح را p، T دمای مطلق و σ ثابت است. خورشید را تقریباً می توان یک جسم سیاه در نظر گرفت. مردم توان تابشی در واحد سطح خورشید را 6×10^7 وات بر متر مربع اندازه‌گیری کرده‌اند. با توجه به فرمول فوق می توان نتیجه گرفت که دمای سطح خورشید 5700 کلوین یا 5153.7 درجه سانتیگراد است. این اولین باری است که انسان دمای سطح خورشید را محاسبه می کند. .
دمای سطح خورشید را می توان در دوردست ها در آسمان اندازه گیری کرد، بنابراین آیا اندازه گیری دمای سطح بدن انسان درست در مقابل ما آسان نیست؟ پس این چیزی است که ما دیدیم. کارکنان با دماسنج مادون قرمز در دست به سمت ما شلیک کردند. دماسنج مادون قرمز می تواند قدرت تشعشع را در واحد سطح روی پیشانی جمع آوری کرده و دمای بدن شما را بدست آورد. دمای بدن انسان حدود 37 درجه است و امواج الکترومغناطیسی تابشی عمدتاً در باند مادون قرمز متمرکز می شوند، بنابراین این روش اندازه گیری دما را اندازه گیری دمای مادون قرمز می نامند. با دیدن این، متوجه می شویم که دماسنج مادون قرمز برای اندازه گیری دما به خودی خود پرتوهای مادون قرمز ساطع نمی کند، بلکه بدن انسان ما پرتوهای مادون قرمز را ساطع می کند و دماسنج مادون قرمز این پرتوهای مادون قرمز را جمع آوری می کند.
از شلیک تفنگ تا نشان دادن اعداد چه چیزی طول کشید؟
اکنون می دانیم که دماسنج مادون قرمز توان تابش مادون قرمز را در واحد سطح روی پیشانی جمع آوری می کند و همچنین می دانیم که دما را می توان از طریق فرمول به دست آورد، بنابراین چگونه می توانیم مقدار دمای نمایش داده شده روی نمایشگر را بدست آوریم؟ دماسنج مادون قرمز از سیستم نوری، آشکارساز فوتوالکتریک، تقویت کننده سیگنال، پردازش سیگنال، خروجی نمایشگر و سایر بخش ها تشکیل شده است. سیستم نوری انرژی تابش فروسرخ هدف را در میدان دید خود همگرا می کند و انرژی مادون قرمز بر روی آشکارساز نور متمرکز شده و به سیگنال الکتریکی مربوطه تبدیل می شود. سیگنال الکتریکی تقویت می شود، فیلتر می شود، به آنالوگ به دیجیتال تبدیل می شود و برای پردازش سیگنال به میکروکنترلر (یک میکروکامپیوتر کوچک اما کامل یکپارچه شده بر روی یک تراشه سیلیکونی) ارسال می شود. واحد نمایشگر کریستال مایع مقدار دمای هدف اندازه گیری شده را نمایش می دهد.
