Prinsip teoritis termometri inframerah dan penerapan termometri inframerah
Ada banyak cara untuk mengukur suhu. Termometer dapat dibagi menjadi dua kategori: instrumen pengukuran suhu kontak dan instrumen pengukuran suhu non-kontak. Jenis kontak termasuk termometer cair, termometer termokopel, termometer termal resistansi, dll. Seperti kita ketahui, suhu adalah salah satu parameter terpenting dalam sistem pemanas, pasokan gas, ventilasi, dan pendingin udara. Khususnya dalam proses pengukuran termal, keakuratan suhu seringkali menjadi kunci keberhasilan atau kegagalan suatu percobaan. Oleh karena itu, alat ukur suhu tinggi sangat penting dalam bidang teknik. Oleh karena itu, artikel ini akan memperkenalkan prinsip dan penerapan termometer inframerah di antara alat pengukuran suhu.
Prinsip teoritis pengukuran suhu inframerah:
Di alam, ketika suhu suatu benda lebih tinggi dari nol, akibat adanya gerak termal internal, ia akan terus menerus memancarkan gelombang elektromagnetik ke sekelilingnya, termasuk sinar infra merah dengan rentang panjang gelombang 0.75µm~100µm . Ciri-cirinya adalah pada suhu dan panjang gelombang tertentu, energi radiasi yang dipancarkan suatu benda mempunyai nilai yang besar. Bahan ini disebut benda hitam, dan koefisien refleksinya diatur ke 1. Koefisien refleksi bahan lain kurang dari 1, yang disebut benda hitam. Benda abu-abu, karena hubungan antara daya radiasi spektral P (λT) benda hitam dan suhu T memenuhi hukum Planck. Terlihat bahwa pada suhu T, daya radiasi benda hitam per satuan luas pada panjang gelombang λ adalah P(λT).
Ketika suhu meningkat, energi pancaran benda menjadi lebih kuat. Ini adalah titik awal teori radiasi infra merah dan dasar perancangan termometer infra merah pita tunggal.
Ketika suhu meningkat, puncak radiasi bergerak ke arah gelombang pendek (ke kiri) dan memenuhi teorema pergeseran Wien. Panjang gelombang di puncak berbanding terbalik dengan suhu T, dan garis putus-putus adalah garis yang menghubungkan puncak-puncak tersebut. Rumus ini memberi tahu kita mengapa termometer suhu tinggi sebagian besar bekerja pada gelombang pendek, dan termometer suhu rendah sebagian besar bekerja pada gelombang panjang.
Laju perubahan energi radiasi terhadap suhu lebih besar pada panjang gelombang pendek dibandingkan pada panjang gelombang panjang. Artinya, termometer yang bekerja pada panjang gelombang pendek memiliki rasio signal-to-noise yang relatif tinggi (sensitivitas tinggi) dan anti interferensi yang kuat. Termometer harus mencoba bekerja pada panjang gelombang puncak. Hal ini sangat penting dalam kasus target kecil bersuhu rendah.
Termometer inframerah terdiri dari sistem optik, detektor fotolistrik, penguat sinyal, pemrosesan sinyal, keluaran tampilan dan bagian lainnya. Radiasi dari objek yang diukur dan sumber umpan balik dimodulasi oleh modulator dan kemudian dimasukkan ke detektor inframerah. Perbedaan antara kedua sinyal diperkuat oleh penguat terbalik dan mengontrol suhu sumber umpan balik sehingga pancaran spektral sumber umpan balik sama dengan pancaran spektral benda. Layar menunjukkan suhu kecerahan objek yang diukur
