Prinsip kerja, klasifikasi dan aplikasi modern termometer inframerah
Prinsip pengukuran suhu termometer inframerah adalah mengubah energi pancaran sinar inframerah yang dipancarkan oleh objek (seperti baja cair) menjadi sinyal listrik. Ukuran energi pancaran infra merah sesuai dengan suhu benda (seperti baja cair) itu sendiri. , suhu suatu benda (seperti baja cair) dapat ditentukan. Teknologi pengukuran suhu inframerah telah dikembangkan untuk memindai dan mengukur suhu permukaan dengan perubahan termal, menentukan gambar distribusi suhunya, dan dengan cepat mendeteksi perbedaan suhu yang tersembunyi. Ini adalah imager termal inframerah. Kamera pencitraan termal inframerah pertama kali digunakan di militer. Dalam 19 tahun, TI Corporation Amerika Serikat mengembangkan sistem pengintaian pemindaian inframerah pertama di dunia. Setelah itu, teknologi pencitraan termal inframerah secara berturut-turut digunakan di pesawat terbang, tank, kapal perang, dan senjata lainnya di negara-negara Barat , sebagai sistem penampakan termal untuk target pengintaian, telah meningkatkan kemampuan untuk mencari dan mengenai target. Kamera pencitraan termal inframerah yang diproduksi oleh perusahaan Swedia AGA berada di posisi terdepan dalam teknologi sipil. Namun, bagaimana agar teknologi pengukuran suhu inframerah dapat digunakan secara luas masih menjadi masalah. Ini adalah topik aplikasi yang layak untuk diteliti.
Termometer inframerah terdiri dari sistem optik, detektor fotolistrik, penguat sinyal, pemrosesan sinyal, keluaran tampilan, dan bagian lainnya. Sistem optik mengumpulkan energi radiasi inframerah target dalam bidang pandangnya, dan ukuran bidang pandang ditentukan oleh bagian optik termometer dan posisinya. Energi inframerah difokuskan pada fotodetektor dan diubah menjadi sinyal listrik yang sesuai. Sinyal melewati rangkaian penguat dan pemrosesan sinyal, dan diubah menjadi nilai suhu target yang diukur setelah dikoreksi sesuai dengan algoritme perlakuan internal instrumen dan emisivitas target.
Di alam, semua benda dengan suhu lebih tinggi dari nol mutlak secara konstan memancarkan energi radiasi infra merah ke ruang sekitarnya. Besarnya energi radiasi infra merah suatu benda dan distribusinya menurut panjang gelombangnya mempunyai hubungan yang sangat erat dengan suhu permukaannya. Oleh karena itu, dengan mengukur energi infra merah yang dipancarkan oleh objek itu sendiri, suhu permukaannya dapat ditentukan secara akurat, yang merupakan dasar objektif untuk pengukuran suhu radiasi infra merah.
Benda hitam adalah radiator ideal, yang menyerap semua panjang gelombang energi radiasi, tidak memiliki refleksi dan transmisi energi, dan memiliki emisivitas 1 pada permukaannya. Namun, objek praktis di alam hampir bukan benda hitam. Qinghe memperoleh hukum distribusi radiasi infra merah, dan dalam penelitian teoretis, model yang sesuai harus dipilih, yang merupakan model osilator terkuantisasi dari radiasi rongga tubuh yang diusulkan oleh Planck, dan dengan demikian menurunkan hukum radiasi benda hitam Planck, yaitu, benda hitam yang diekspresikan oleh panjang gelombang Radiasi spektral, yang merupakan titik awal dari semua teori radiasi infra merah, disebut hukum radiasi benda hitam. Radiasi semua objek nyata tidak hanya bergantung pada panjang gelombang radiasi dan suhu objek, tetapi juga pada jenis bahan, metode persiapan, dan proses termal objek. Ini terkait dengan faktor-faktor seperti keadaan permukaan dan kondisi lingkungan. Oleh karena itu, agar hukum radiasi benda hitam berlaku untuk semua objek praktis, koefisien proporsional yang terkait dengan sifat material dan keadaan permukaan harus diperkenalkan, yaitu emisivitas. Koefisien ini menunjukkan seberapa dekat radiasi termal suatu benda nyata dengan radiasi benda hitam, dan nilainya antara nol dan nilainya kurang dari 1. Menurut hukum radiasi, selama emisivitas material adalah diketahui, karakteristik radiasi infra merah dari objek apa pun diketahui. Faktor utama yang mempengaruhi emisivitas adalah: jenis material, kekasaran permukaan, struktur fisik dan kimia, dan ketebalan material. Saat menggunakan termometer radiasi infra merah untuk mengukur suhu target, pertama-tama perlu mengukur radiasi infra merah target dalam rentang pitanya, dan kemudian suhu target yang diukur dihitung dengan termometer. Pirometer monokromatik sebanding dengan jumlah radiasi dalam suatu pita; pirometer dua warna sebanding dengan rasio jumlah radiasi di dua pita.
Pengukuran suhu inframerah mengadopsi metode analisis titik demi titik, yaitu, radiasi termal area lokal objek difokuskan pada satu detektor, dan daya radiasi diubah menjadi suhu melalui emisivitas objek yang diketahui. . Karena objek yang terdeteksi berbeda, rentang pengukuran dan kesempatan penggunaan, desain penampilan dan struktur internal termometer inframerah berbeda, tetapi struktur dasarnya umumnya serupa, terutama termasuk sistem optik, fotodetektor, penguat sinyal dan pemrosesan sinyal, output tampilan dan lainnya bagian. Radiasi inframerah yang dipancarkan oleh radiator. Memasuki sistem optik, radiasi infra merah dimodulasi menjadi radiasi bolak-balik oleh modulator, dan diubah menjadi sinyal listrik yang sesuai oleh detektor. Sinyal melewati amplifier dan sirkuit pemrosesan sinyal, dan diubah menjadi nilai suhu target yang diukur setelah dikoreksi sesuai dengan algoritme dalam instrumen dan emisivitas target.
