ما هو مبدأ عمل مقياس حرارة الجسم بالأشعة تحت الحمراء؟
مبدأ قياس درجة الحرارة لمقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
مبدأ قياس درجة حرارة مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء هو تحويل الطاقة الإشعاعية للأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الجسم المقاس إلى إشارات كهربائية. وترتبط كمية طاقة الأشعة تحت الحمراء بدرجة حرارة الجسم نفسه، ويمكن تحديد درجة حرارة الجسم عن طريق تحويلها إلى إشارة كهربائية. جميع الأجسام فوق الصفر المطلق سوف تنبعث منها الأشعة تحت الحمراء من تلقاء نفسها. تتمثل وظيفة مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء في جمع الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الجسم، ولن ينبعث منه أي إشعاع ضار على الإطلاق، لذلك فهو غير ضار تمامًا لجسم الإنسان. يخطئ بعض الناس في فهم أن مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء يصدر إشعاعات إلى جسم الإنسان لإنتاج القراءات، وهذا مفهوم خاطئ.
قياس درجة الحرارة الابتعاثية من ميزان الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
الجسم الأسود هو مشع مثالي يمتص الطاقة الإشعاعية بكافة أطوالها الموجية دون أي انعكاس أو انتقال للطاقة. تبلغ انبعاثية سطحه 1. ومع ذلك، فإن جميع الأجسام الفعلية الموجودة في الطبيعة تقريبًا ليست أجسامًا سوداء. لفهم قانون توزيع الأشعة تحت الحمراء والحصول عليه، لا بد من اختيار نموذج مناسب في البحث النظري، وهو النموذج المذبذب الكمي لإشعاع تجويف الجسم الذي اقترحه بلانك. وهذا يؤدي إلى قانون إشعاع الجسم الأسود بلانك، وهو الإشعاع الطيفي للأجسام السوداء معبرًا عنه بالطول الموجي. هذه هي نقطة البداية لجميع نظريات الأشعة تحت الحمراء، ومن هنا جاء قانون إشعاع الجسم الأسود. 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 التي تشكل الجسم. هدف. لذلك، لكي ينطبق قانون إشعاع الجسم الأسود على جميع الأشياء العملية، من الضروري إدخال معامل تناسبي يتعلق بخصائص المواد وحالات السطح، ألا وهو الانبعاثية. ويمثل هذا المعامل القرب بين الإشعاع الحراري للجسم الفعلي وإشعاع الجسم الأسود، بقيمة تتراوح بين صفر وقيمة أقل من 1. ووفقا لقانون الإشعاع، طالما أن انبعاثية مادة ما معروفة، فإن الأشعة تحت الحمراء الخصائص الإشعاعية لأي جسم معروفة. العوامل الرئيسية التي تؤثر على الابتعاثية هي نوع المادة، وخشونة السطح، والبنية الفيزيائية والكيميائية، وسمك المادة. عند قياس درجة حرارة جسم الإنسان، يتم ضبط الانبعاثية عمومًا على 0.95 للحصول على قياس درجة الحرارة الأكثر دقة.
ميزان الحرارة بالأشعة تحت الحمراء البشرية
يُسمى مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء المستخدم لاختبار درجة حرارة جسم الإنسان بمقياس حرارة الأشعة تحت الحمراء لجسم الإنسان. ومع ذلك، يجب توضيح أنه لا يوجد مقياس حرارة طبي أو صناعي متخصص بالأشعة تحت الحمراء، حيث أن مبادئ تصنيع موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء متسقة. لا يوجد سوى تمييز بين الدقة العالية، ونسبة معامل المسافة العالية، ومقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء عالية الأداء، والدقة العالية، ونسبة معامل المسافة المنخفضة، ومقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء منخفضة الأداء. طالما تم ضبط انبعاثية مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء على 0.95 (انبعاثية الجلد البشري هي هذه القيمة بشكل عام، وحتى إذا كان هناك اختلاف، فإن التأثير يكون فقط في حدود 0.3 درجة)، فإنه يلبي متطلبات قياس درجة حرارة الإنسان. (على سبيل المثال، يمكن لجميع ماركات السيارات أن تسير بسرعة 40 كم/ساعة، بينما السيارات الراقية قد تصل سرعتها إلى 200 كم/ساعة، لكن لا يوجد فرق بين السيارات التي تسير بسرعة 40 كم/ساعة تحديدًا والسيارات التي تسير بسرعة 40 كم/ساعة تحديدًا) تسير بسرعة 200 كم/ساعة، وهو الفرق فقط بين السيارات ذات الأداء العالي والمنخفض).
