قوانين ميزان الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
يعد مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء أداة أساسية للكشف عن العيوب الهيكلية الداخلية لمحولات الطاقة، كما أنه وسيلة مهمة لمراقبة جودة المنتج ومراقبتها. وهي تتكون بشكل أساسي من النظام البصري والكاشف الضوئي ومضخم الإشارة ومعالجة الإشارات وإخراج العرض وأجزاء أخرى. عملها يتم تقديم المبدأ على النحو التالي:
في الطبيعة، عندما تكون درجة حرارة أي جسم أعلى من الصفر، فإنه ينبعث بشكل مستمر طاقة الأشعة تحت الحمراء إلى الفضاء المحيط. ويرتبط حجم وتوزيع الطاقة الإشعاعية بدرجة حرارة سطح الجسم. ولذلك، يمكننا قياس الإشعاع المنبعث من الجسم. وتستخدم طاقة الأشعة تحت الحمراء لتحديد درجة حرارة سطحه. وهذا هو الأساس الموضوعي الذي يعتمد عليه قياس درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء.
دعونا نلقي نظرة على قانون آخر حول موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء.
قانون إشعاع الجسم الأسود: الجسم الأسود هو مشع مثالي. فهو يمتص الطاقة الإشعاعية من جميع الأطوال الموجية، وليس له انعكاس أو انتقال للطاقة، وله انبعاثية تساوي 1 على سطحه. تجدر الإشارة إلى أنه لا يوجد جسم أسود حقيقي في الطبيعة، ولكن لتوضيح والحصول على قانون توزيع الأشعة تحت الحمراء، لا بد من اختيار نموذج مناسب في البحث النظري. هذا هو النموذج المذبذب الكمي لإشعاع تجويف الجسم الذي اقترحه بلانك، وبالتالي اشتقاق قانون بلانك لإشعاع الجسم الأسود، أي أن الإشعاع الطيفي للجسم الأسود معبرًا عنه بالطول الموجي، هو نقطة البداية لجميع نظريات الأشعة تحت الحمراء، لذلك يطلق عليه قانون إشعاع الجسم الأسود
تأثير انبعاثية الأجسام على قياس الحرارة الإشعاعي: جميع الأجسام الفعلية الموجودة في الطبيعة تقريبًا ليست أجسامًا سوداء. لا تعتمد كمية الإشعاع لجميع الأجسام الفعلية على الطول الموجي للإشعاع ودرجة حرارة الجسم فحسب، بل تعتمد أيضًا على عوامل مثل نوع المادة وطريقة التحضير والعملية الحرارية وحالة السطح والظروف البيئية للجسم. لذلك، من أجل جعل قانون إشعاع الجسم الأسود قابلاً للتطبيق على جميع الأشياء الحقيقية، يجب إدخال معامل تناسبي يتعلق بخصائص المواد وحالة السطح، وهو الانبعاثية. ويمثل هذا المعامل مدى قرب الإشعاع الحراري لجسم فعلي من إشعاع الجسم الأسود، وقيمته تتراوح بين صفر وقيمة أقل من 1. ووفقا لقانون الإشعاع، طالما أن انبعاثية المادة معروفة، فإن الأشعة تحت الحمراء يمكن معرفة خصائص أي كائن. العوامل الرئيسية التي تؤثر على الابتعاثية هي: نوع المادة، خشونة السطح، التركيب الفيزيائي والكيميائي، وسمك المادة.
عند استخدام مقياس حرارة بالأشعة تحت الحمراء لقياس درجة حرارة هدف ما، يجب 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 كمية الإشعاع داخل النطاق؛ يتناسب مقياس الحرارة ذو اللونين مع نسبة كمية الإشعاع في النطاقين.
