مقدمة لمبدأ عمل ميزان الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
يتكون مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء من نظام بصري ، وكاشف ضوئي ، ومضخم إشارة ، ومعالجة الإشارة ، وإخراج العرض وأجزاء أخرى: يجمع النظام البصري طاقة الأشعة تحت الحمراء المستهدفة في مجال رؤيتها ، ويتم تحديد حجم مجال الرؤية بواسطة الأجزاء الضوئية من مقياس الحرارة. وموقفها محدد. تركز طاقة الأشعة تحت الحمراء على جهاز الكشف الضوئي وتحويلها إلى إشارة كهربائية مقابلة. تمر الإشارة عبر مضخم الصوت ودائرة معالجة الإشارة ، ويتم تحويلها إلى درجة حرارة الهدف المقاس بعد تصحيحها وفقًا لخوارزمية المعالجة الداخلية للأداة وانبعاثية القيمة المستهدفة.
في الطبيعة ، كل الأجسام ذات درجة حرارة أعلى من الصفر المطلق تبعث باستمرار طاقة الأشعة تحت الحمراء إلى الفضاء المحيط. حجم طاقة الأشعة تحت الحمراء لجسم ما وتوزيعه وفقًا لطول الموجة لهما علاقة وثيقة جدًا بدرجة حرارة سطحه. لذلك ، من خلال قياس طاقة الأشعة تحت الحمراء التي يشعها الجسم نفسه ، يمكن تحديد درجة حرارة سطحه بدقة ، وهذا هو الأساس الموضوعي لقياس درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء.
الجسم الأسود عبارة عن مشع مثالي يمتص جميع الأطوال الموجية للطاقة المشعة ، وليس له انعكاس أو انتقال للطاقة ، وله انبعاثية 1 على سطحه. ومع ذلك ، فإن الأشياء العملية في الطبيعة تكاد لا تكون أجسامًا سوداء. من أجل توضيح والحصول على توزيع الأشعة تحت الحمراء ، يجب اختيار نموذج مناسب في البحث النظري. هذا هو نموذج المذبذب الكمي لإشعاع تجويف الجسم الذي اقترحه بلانك ، وبالتالي اشتق قانون إشعاع الجسم الأسود بلانك ، أي إشعاع الجسم الأسود الطيفي المعبر عنه بالطول الموجي ، وهو نقطة البداية لجميع نظريات الأشعة تحت الحمراء ، لذلك فهو يسمى قانون إشعاع الجسم الأسود. لا تعتمد كمية الإشعاع لجميع الكائنات الفعلية على الطول الموجي للإشعاع ودرجة حرارة الجسم فحسب ، بل تعتمد أيضًا على نوع المادة المكونة للجسم وطريقة التحضير والعملية الحرارية وحالة السطح والظروف البيئية. لذلك ، من أجل جعل قانون إشعاع الجسم الأسود قابلاً للتطبيق على جميع الكائنات العملية ، يجب إدخال معامل نسبي متعلق بخصائص المواد وحالات السطح ، أي الانبعاثية. يشير هذا المعامل إلى مدى قرب الإشعاع الحراري للجسم الفعلي من إشعاع الجسم الأسود ، وقيمته بين الصفر وقيمة أقل من 1. وفقًا لقانون الإشعاع ، طالما أن انبعاث المادة معروفة ، تُعرف خصائص الأشعة تحت الحمراء لأي جسم. العوامل الرئيسية التي تؤثر على الابتعاثية هي: نوع المادة ، خشونة السطح
الدرجة والهيكل الفيزيائي والكيميائي وسمك المواد ، إلخ.
عند استخدام مقياس حرارة بالأشعة تحت الحمراء لقياس درجة حرارة الهدف ، من الضروري أولاً قياس الأشعة تحت الحمراء للهدف ضمن نطاق نطاقه ، ثم يتم حساب درجة حرارة الهدف المقاس بواسطة مقياس الحرارة. يتناسب مقياس الحرارة أحادي اللون مع الإشعاع في النطاق ؛ يتناسب مقياس الحرارة ثنائي اللون مع نسبة الإشعاع في النطاقين.
