تعرف على المزيد حول كيفية عمل موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
يتكون مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء من النظام البصري، والكاشف الضوئي، ومضخم الإشارة، ومعالجة الإشارات، وإخراج العرض وأجزاء أخرى. يقوم النظام البصري بتجميع طاقة الأشعة تحت الحمراء المستهدفة ضمن مجال رؤيته. يتم تحديد حجم مجال الرؤية من خلال الأجزاء البصرية لمقياس الحرارة ومواضعها. يتم تركيز طاقة الأشعة تحت الحمراء على الكاشف الضوئي وتحويلها إلى إشارة كهربائية مقابلة. تمر الإشارة عبر مكبر الصوت ودائرة معالجة الإشارة، ويتم تحويلها إلى قيمة درجة حرارة الهدف المقاس بعد التصحيح وفقًا لخوارزمية المعالجة الداخلية للجهاز وانبعاثية الهدف.
في الطبيعة ، تنبعث جميع الكائنات ذات درجة حرارة أعلى من الصفر باستمرار طاقة الأشعة تحت الحمراء في المساحة المحيطة. ترتبط كمية طاقة الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء للكائن وتوزيعه حسب الطول الموجي ارتباطًا وثيقًا بدرجة حرارة سطحه. لذلك، من خلال قياس طاقة الأشعة تحت الحمراء التي يشعها الجسم نفسه، يمكن قياس درجة حرارة سطحه بدقة. وهذا هو الأساس الموضوعي الذي يعتمد عليه قياس درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء.
الجسم الأسود هو المبرد المثالي الذي يمتص طاقة مشعة لجميع الأطوال الموجية دون انعكاس الطاقة أو انتقالها ، وانبعاثه السطحي هو 1. ومع ذلك ، فإن جميع الكائنات الفعلية الموجودة في الطبيعة ليست أسطحًا سوداء تقريبًا. من أجل توضيح قواعد توزيع الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء والحصول عليها ، يجب اختيار نموذج مناسب في الأبحاث النظرية. هذا هو نموذج المذبذب الكمي لإشعاع تجويف الجسم الذي اقترحه PLANCK. تم اشتقاق قانون Planck لإشعاع الجسم الأسود ، أي إشراق الجسم الأسود الطيفي المعبر عنه في الطول الموجي. هذه هي نقطة الانطلاق لجميع نظريات الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء ، لذلك يطلق عليها قانون إشعاع الجسم الأسود. تعتمد كمية الإشعاع لجميع الكائنات الفعلية ليس فقط على الطول الموجي للإشعاع ودرجة حرارة الكائن ، ولكن أيضًا على عوامل مثل نوع المادة وطريقة التحضير والعملية الحرارية والحالة السطحية والظروف البيئية للكائن. لذلك ، من أجل جعل قانون إشعاع الجسم الأسود ينطبق على جميع الأشياء الحقيقية ، يجب إدخال معامل نسبي يتعلق بخصائص المواد وحالة السطح ، أي الانبعاث. يمثل هذا المعامل مدى قرب الإشعاع الحراري للكائن الفعلي هو الإشعاع الأسود وله قيمة بين الصفر وقيمة أقل من 1. وفقًا لقانون الإشعاع ، طالما أن انبعاث المادة معروف ، فإن خصائص الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء من أي كائن يمكن أن يعرف. العوامل الرئيسية التي تؤثر على الابتعاثية هي: نوع المادة، خشونة السطح، التركيب الفيزيائي والكيميائي، وسمك المادة.
عند استخدام مقياس حرارة الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء لقياس درجة حرارة الهدف ، يجب أولاً قياس كمية الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء للهدف داخل نطاق النطاق ، ثم يتم حساب درجة حرارة الهدف المقاس بواسطة مقياس الحرارة. يتناسب مقياس الحرارة ذو اللون الواحد مع كمية الإشعاع داخل النطاق ؛ يتناسب مقياس الحرارة ذو اللونين مع نسبة كمية الإشعاع في النطاقين.
