적외선 온도계는 온도를 측정하기 위해 적외선을 방출하지 않습니까?
흑체 방사선이란 무엇입니까?
세상에 존재하는 것은 합리적이고, 존재하는 것에는 그 자체의 의미와 가치가 없습니다. 적외선을 발견하는 경우는 드뭅니다. 그게 뭘 할 수 있지? 우리는 적외선을 리모컨으로 사용할 수 있으며, 원격탐사 기술은 적외선의 장파장을 활용합니다. 물론 우리가 말하는 온도 측정도 있습니다. 그러면 적외선 온도계는 어떻게 적외선을 사용하여 온도를 측정합니까? 먼저 흑체복사에 대해 이해해보자. 소위 흑체란 검은 물체를 말하는 걸까요? 흑체는 실제로 반사나 전달 없이 모든 외부 전자기 복사를 흡수할 수 있는 이상적인 물체입니다. 어떤 물체라도 온도가 절대 영도보다 높으면 전자기파를 방출합니다. 전자기파는 서로 위상이 같고 수직인 전기장과 자기장이 공간에서 방출되는 진동 입자파입니다. 이는 파동의 형태로 전파되는 전자기장입니다. 흑체가 700K 이하에서는 검게 보이는데, 이는 700K 이하의 흑체가 방출하는 복사 에너지가 매우 작고 복사 파장이 가시광선 범위를 벗어나기 때문입니다. 흑체의 온도가 위의 온도보다 높으면 흑체는 더 이상 검은색이 아니고 빨간색으로 변하기 시작하며, 온도가 증가함에 따라 주황색, 노란색, 흰색 등의 색상이 나타납니다. 강철을 예로 들면, 온도 상승 과정에 따라 각각 빨간색, 주황색, 노란색으로 변합니다. 온도가 1300도를 넘으면 흰색과 파란색으로 변하기 시작합니다. 흑체가 하얗게 변할 때에도 많은 양의 자외선을 방출합니다.
그 중 단위 면적당 복사전력을 p라 하고, T는 절대온도, σ는 상수이다. 태양은 대략 흑체라고 볼 수 있습니다. 사람들은 태양 표면의 단위 면적당 복사 전력을 평방 미터당 6×10^7와트로 측정했습니다. 위 공식에 따르면 태양의 표면 온도는 5700켈빈, 즉 섭씨 5153.7도라고 결론 내릴 수 있습니다. 인류가 태양 표면 온도를 계산한 것은 이번이 처음이다. .
태양의 표면온도는 먼 하늘에서도 측정할 수 있는데, 바로 눈앞에 있는 인체의 표면온도를 측정하는 것도 쉽지 않을까요? 그래서 그것이 우리가 본 것입니다. 직원들은 손에 적외선 온도계를 들고 우리에게 총을 쏘았습니다. 적외선 온도계는 이마의 단위 면적당 복사 전력을 수집하여 체온을 얻을 수 있습니다. 인체 온도는 약 37도이며, 방출되는 전자파는 주로 적외선 대역에 집중되어 있으므로 이러한 온도 측정 방법을 적외선 온도 측정이라고 합니다. 이를 보면 적외선 온도계는 자체적으로 온도를 측정하기 위해 적외선을 방출하지 않지만, 우리 인체는 적외선을 방출하며, 적외선 온도계는 이러한 적외선을 수집한다는 것을 알 수 있습니다.
총을 쏘는 것부터 숫자를 보여주기까지 어떤 과정이 필요했나요?
이제 우리는 적외선 온도계가 이마의 단위 면적당 적외선 방사 전력을 수집한다는 사실과 공식을 통해 온도를 구할 수 있다는 것도 알았으니 디스플레이에 표시되는 온도 값을 어떻게 얻을 수 있을까요? 적외선 온도계는 광학 시스템, 광전 검출기, 신호 증폭기, 신호 처리, 디스플레이 출력 및 기타 부품으로 구성됩니다. 광학 시스템은 시야 내에서 목표 적외선 방사 에너지를 수렴하고, 적외선 에너지는 광검출기에 집중되어 해당 전기 신호로 변환됩니다. 전기 신호는 증폭, 필터링, 아날로그-디지털로 변환된 후 신호 처리를 위해 마이크로컨트롤러(실리콘 칩에 통합된 작지만 완전한 마이크로컴퓨터)로 전송됩니다. 액정 표시 장치는 측정 대상의 온도 값을 표시합니다.
