صف بإيجاز مبدأ عمل مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
مقياس حرارة بالأشعة تحت الحمراء بواسطة النظام البصري والكاشف الضوئي ومضخم الإشارة ومعالجة الإشارات وإخراج العرض والمكونات الأخرى. تقارب النظام البصري لمجال رؤيته لطاقة الأشعة تحت الحمراء المستهدفة، وحجم مجال الرؤية بواسطة المكونات الضوئية لمقياس الحرارة وتحديد موقعها. يتم تركيز طاقة الأشعة تحت الحمراء على الكاشف الضوئي وتحويلها إلى إشارة كهربائية مقابلة. يتم تحويل هذه الإشارة إلى درجة حرارة الهدف بواسطة مكبرات الصوت ودوائر معالجة الإشارات وتصحيح انبعاثية الهدف وفقًا للخوارزميات المستخدمة في الجهاز.
في الطبيعة، جميع الأجسام التي تزيد درجات حرارتها عن الصفر المطلق تبعث باستمرار طاقة الأشعة تحت الحمراء إلى الفضاء المحيط بها. إن حجم طاقة الأشعة تحت الحمراء للجسم وتوزيعها حسب الطول الموجي - ودرجة حرارة سطحه لهما علاقة وثيقة للغاية. لذلك، من خلال قياس طاقة الأشعة تحت الحمراء التي يشعها الجسم نفسه، يمكن تحديد درجة حرارة سطحه بدقة، وهو الأساس الموضوعي لقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء.
الجسم الأسود هو جسم إشعاعي مثالي، فهو يمتص جميع الأطوال الموجية للطاقة الإشعاعية، ولا يوجد انعكاس وانتقال للطاقة، وانبعاثية سطحه هي 1. إلا أن وجود الأجسام الفعلية في الطبيعة، كلها تقريبًا ليست أجسامًا سوداء، وذلك للتوضيح والحصول على قانون توزيع الأشعة تحت الحمراء في الدراسة النظرية يجب اختيار النموذج المناسب وهو بلانك الذي طرحه جسم إشعاع التجويف من تكميم النموذج الاهتزازي مما أدى إلى اشتقاق قانون بلانك للإشعاع إشعاع الجسم الأسود، أي يتم التعبير عنه بالأطوال الموجية للإشعاع الطيفي للجسم الأسود، وهو نقطة البداية لجميع نظريات الأشعة تحت الحمراء، ويسمى قانون إشعاع الجسم الأسود. جميع إشعاعات الجسم الفعلي بالإضافة إلى الاعتماد على الطول الموجي للإشعاع ودرجة حرارة الجسم، ولكن أيضًا على تركيبة الجسم ونوع المادة وطرق التحضير والعمليات الحرارية وكذلك حالة السطح والظروف البيئية وعوامل أخرى. ولذلك، ومن أجل جعل قانون إشعاع الجسم الأسود قابلاً للتطبيق على جميع الأجسام الحقيقية، من الضروري إدخال معامل التناسب، أي الانبعاثية، والذي يرتبط بطبيعة المادة وحالة السطح. ويعبر هذا المعامل عن قرب الإشعاع الحراري لجسم حقيقي من إشعاع الجسم الأسود وتتراوح قيمته بين الصفر وقيمة أقل من واحد. وفقًا لقانون الإشعاع، طالما أن انبعاثية المادة معروفة، فإن خصائص الأشعة تحت الحمراء لأي جسم معروفة. العوامل الرئيسية التي تؤثر على الانبعاثية هي: نوع المادة، خشونة السطح، التركيب الفيزيائي والكيميائي وسمك المادة.
عند استخدام مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء لقياس درجة حرارة الهدف، يتم أولاً قياس الهدف في نطاق نطاق الأشعة تحت الحمراء الخاص به، ثم بواسطة مقياس الحرارة لحساب درجة حرارة الهدف المراد قياسه. تتناسب البيرومترات أحادية اللون مع كمية الإشعاع في النطاق؛ تتناسب البيرومترات ذات اللونين مع نسبة كمية الإشعاع في النطاقين.
