Bagaimana termometer digunakan dalam pengerolan panas?
1. Prinsip dasar
Semua benda dengan suhu lebih tinggi dari nol secara konstan memancarkan energi radiasi infra merah ke ruang sekitarnya. Ciri-ciri radiasi infra merah suatu benda: Besar kecilnya energi radiasi dan distribusinya menurut panjang gelombang mempunyai hubungan yang sangat erat dengan suhu permukaannya. Oleh karena itu, dengan mengukur energi infra merah yang dipancarkan oleh suatu benda itu sendiri, suhu permukaannya dapat ditentukan secara akurat, yang menjadi dasar obyektif pengukuran suhu radiasi infra merah.
Termometer inframerah, juga dikenal sebagai pengukuran suhu radiasi inframerah, adalah teknologi yang menggunakan radiasi inframerah yang dipancarkan oleh suatu benda itu sendiri untuk mengukur suhu suatu benda. Radiasi inframerah atau radiasi infra merah adalah radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 0,76 μm dan 1000 μm. Untuk benda hitam ideal, daya radiasi total seluruh panjang gelombang yang dipancarkan per satuan luas permukaan ke ruang hemisfer (disingkat total radiasi atau intensitas radiasi) adalah 4 kali suhu benda. Sebanding dengan kekuatan:
Mb(T)=σT4(1)
Ini adalah hukum Stephen-Boltzmann. Diantaranya, σ=5.6697×10-8W/m2K4 disebut konstanta Stephen-Boltzmann.
Persamaan (1) digunakan untuk benda nyata dan perlu dikalikan dengan emisivitasnya:
Mgb(T)=εσT4
Terlihat bahwa intensitas emisi spontan Mgb(T) suatu benda berhubungan dengan suhu benda dan emisivitas benda tersebut. Emisivitas ε suatu benda berhubungan langsung dengan sifat materialnya (komposisi, logam dan non-logam, kristal dan amorf, dll.), keadaan permukaan (permukaan halus dan kasar, bilangan oksidasi, polusi atau lapisan permukaan, dll.) dan suhu benda tersebut. Selama emisivitas benda dapat dipilih dengan benar, maka suhu sebenarnya dari benda yang diukur dapat diperoleh secara akurat.
Termometer inframerah terdiri dari tiga bagian: sistem optik, unit deteksi, dan pemrosesan sinyal. Fungsi utama sistem optik adalah mengumpulkan kekuatan radiasi dari target yang diukur dan membuatnya menyatu pada detektor inframerah. Fungsi detektor infra merah adalah mengubah radiasi infra merah yang diterima menjadi keluaran sinyal listrik.
