Memahami secara mendalam prinsip kerja termometer inframerah
Termometer inframerah terdiri dari sistem optik, fotodetektor, penguat sinyal, pemrosesan sinyal, keluaran tampilan, dan komponen lainnya. Sistem optik mengumpulkan energi radiasi infra merah dari target dalam bidang pandangnya, dan ukuran bidang pandang ditentukan oleh komponen optik dan posisinya pada termometer. Energi inframerah difokuskan pada fotodetektor dan diubah menjadi sinyal listrik yang sesuai. Sinyal diubah menjadi nilai suhu target yang diuji setelah diperkuat dan diproses oleh sirkuit pemrosesan sinyal, dan dikoreksi sesuai dengan algoritma perlakuan internal instrumen dan emisivitas target.
Di alam, semua benda dengan suhu di atas nol secara konstan memancarkan energi radiasi infra merah ke ruang sekitarnya. Ukuran dan distribusi panjang gelombang energi radiasi infra merah suatu benda erat kaitannya dengan suhu permukaannya. Oleh karena itu, dengan mengukur energi infra merah yang dipancarkan suatu benda, suhu permukaannya dapat diukur secara akurat, yang menjadi dasar objektif pengukuran suhu radiasi infra merah.
Benda hitam adalah radiator ideal yang menyerap energi radiasi dari semua panjang gelombang tanpa refleksi atau transmisi energi apa pun. Emisivitas permukaannya adalah 1. Namun, hampir semua benda nyata yang ada di alam bukanlah benda hitam. Untuk memahami dan memperoleh hukum distribusi radiasi infra merah, perlu dilakukan pemilihan model yang sesuai dalam penelitian teoritis, yaitu model osilator terkuantisasi radiasi rongga tubuh yang dikemukakan oleh Planck. Hal ini mengarah pada hukum radiasi benda hitam Planck, yaitu pancaran spektral benda hitam yang dinyatakan dalam panjang gelombang. Ini adalah titik awal dari semua teori radiasi infra merah, maka hukum radiasi benda hitam. Jumlah radiasi dari semua benda sebenarnya tidak hanya bergantung pada panjang gelombang radiasi dan suhu benda, tetapi juga pada faktor-faktor seperti jenis bahan, metode persiapan, proses termal, keadaan permukaan, dan kondisi lingkungan yang membentuk benda tersebut. obyek. Oleh karena itu, agar hukum radiasi benda hitam dapat diterapkan pada semua benda praktis, perlu diperkenalkan koefisien proporsional yang berkaitan dengan sifat material dan keadaan permukaan, yaitu emisivitas. Koefisien ini mewakili kedekatan antara radiasi termal benda sebenarnya dan radiasi benda hitam, dengan nilai antara nol dan nilai kurang dari 1. Menurut hukum radiasi, selama emisivitas suatu bahan diketahui, maka inframerah karakteristik radiasi suatu benda diketahui. Faktor utama yang mempengaruhi emisivitas meliputi jenis material, kekasaran permukaan, struktur fisikokimia, dan ketebalan material.
Saat mengukur suhu suatu target menggunakan termometer radiasi infra merah, langkah pertama yang dilakukan adalah mengukur radiasi infra merah target dalam rentang panjang gelombangnya, kemudian termometer menghitung suhu target yang diukur. Termometer monokromatik sebanding dengan jumlah radiasi dalam pita; Termometer dua warna sebanding dengan rasio radiasi di kedua pita.
