مبدأ عمل ميزان الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
يعد فهم مبدأ العمل والمؤشرات الفنية وظروف العمل البيئية وتشغيل وصيانة موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء هو الأساس للمستخدمين لاختيار واستخدام موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بشكل صحيح. يتكون مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء من نظام بصري ، وكاشف كهروضوئي ، ومضخم إشارة ، ومعالجة الإشارات ، وإخراج العرض ، وأجزاء أخرى. يقوم النظام البصري بجمع طاقة الأشعة تحت الحمراء المستهدفة في مجال رؤيتها ، ويتم تحديد حجم مجال الرؤية من خلال الأجزاء البصرية وموقع مقياس الحرارة. تركز طاقة الأشعة تحت الحمراء على كاشف ضوئي وتحويلها إلى إشارة كهربائية مقابلة. يتم تحويل الإشارة إلى قيمة درجة حرارة الهدف المقاس بعد أن يتم معايرتها بواسطة مضخم الصوت ودائرة معالجة الإشارة وفقًا للخوارزمية داخل الجهاز والانبعاثية المستهدفة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أيضًا مراعاة الظروف البيئية للهدف ومقياس الحرارة ، مثل تأثير العوامل مثل درجة الحرارة والغلاف الجوي والتلوث والتداخل على مؤشرات الأداء وطريقة التصحيح.
جميع الأجسام ذات درجة حرارة أعلى من الصفر المطلق تنبعث منها 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. ال
قانون إشعاع الجسم الأسود: الجسم الأسود هو مشعاع مثالي ، يمتص الطاقة الإشعاعية بجميع أطوالها الموجية ، وليس له انعكاس ونقل للطاقة ، وله انبعاثية 1 على سطحه. وتجدر الإشارة إلى أنه لا يوجد جسم أسود حقيقي في الطبيعة ، ولكن من أجل توضيح والحصول على قانون توزيع الأشعة تحت الحمراء ، يجب اختيار نموذج مناسب في البحث النظري ، وهو نموذج المذبذب الكمي لإشعاع تجويف الجسم المقترح من قبل بلانك ، وبالتالي اشتقاق قانون بلانك لإشعاع الجسم الأسود ، أي الإشعاع الطيفي للجسم الأسود الذي يمثله الطول الموجي ، هو نقطة البداية لجميع نظريات الأشعة تحت الحمراء ، لذلك يطلق عليه قانون إشعاع الجسم الأسود.
تأثير انبعاثية الجسم على قياس درجة حرارة الإشعاع: الكائنات الفعلية الموجودة في الطبيعة تكاد لا تكون أجسامًا سوداء. 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 ، وخشونة السطح ، والبنية الفيزيائية والكيميائية ، وسمك المادة.
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. تتناسب البيرومترات الأحادية اللون مع كمية الإشعاع داخل النطاق ؛ تتناسب البيرومترات ثنائية اللون مع نسبة كمية الإشعاع في النطاقين.
نظام الأشعة تحت الحمراء: يتكون مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء من نظام بصري ، وكاشف ضوئي ، ومضخم إشارة ، ومعالجة الإشارات ، وإخراج العرض ، وأجزاء أخرى. يقوم النظام البصري بتجميع طاقة الأشعة تحت الحمراء المستهدفة في مجال رؤيتها ، ويتم تحديد حجم مجال الرؤية بواسطة الأجزاء البصرية من مقياس الحرارة وموضعه. تركز طاقة الأشعة تحت الحمراء على كاشف ضوئي وتحويلها إلى إشارة كهربائية مقابلة. تمر الإشارة عبر مضخم الصوت ودائرة معالجة الإشارة ، ويتم تحويلها إلى قيمة درجة حرارة الهدف المقاس بعد تصحيحها وفقًا لخوارزمية المعالجة الداخلية للأداة وانبعاثية الهدف.
