적외선 온도계의 작동 원리, 분류 및 현대적 응용

적외선 온도계의 작동 원리, 분류 및 현대적 응용

적외선 온도계의 온도 측정 원리는 물체(용강 등)에서 방출되는 적외선의 복사 에너지를 전기 신호로 변환하는 것입니다. 적외선 방사 에너지의 크기는 물체(용강 등) 자체의 온도에 해당합니다. , 물체(용강 등)의 온도를 결정할 수 있습니다. 적외선 온도 측정 기술은 열 변화가 있는 표면의 온도를 스캔 및 측정하고 온도 분포 이미지를 결정하며 숨겨진 온도 차이를 빠르게 감지하도록 개발되었습니다. 적외선 열화상 카메라입니다. 적외선 열화상 카메라는 군대에서 처음 사용되었습니다. 19년 만에 미국의 TI Corporation은 세계 최초의 적외선 스캐닝 정찰 시스템을 개발했습니다. 그 후 적외선 열 화상 기술은 정찰 대상의 열 조준 시스템으로 서방 국가의 항공기, 탱크, 군함 및 기타 무기에 연속적으로 사용되어 목표물을 검색하고 타격하는 능력을 크게 향상 시켰습니다. 스웨덴 AGA 회사에서 생산한 적외선 열화상 카메라는 민간 기술 분야에서 선도적인 위치에 있습니다. 그러나 적외선 온도 측정 기술을 널리 사용하는 방법은 여전히 ​​문제입니다. 연구할 가치가 있는 응용 주제입니다.

적외선 온도계는 광학 시스템, 광전 검출기, 신호 증폭기, 신호 처리, 디스플레이 출력 및 기타 부품으로 구성됩니다. 광학 시스템은 시야에 목표 적외선 복사 에너지를 모으고 시야의 크기는 온도계의 광학 부품과 그 위치에 의해 결정됩니다. 적외선 에너지는 광검출기에 집중되어 해당 전기 신호로 변환됩니다. 신호는 증폭기 및 신호 처리 회로를 통과하고 계측기 내부 처리 알고리즘 및 대상의 방사율에 따라 보정된 후 측정 대상의 온도 값으로 변환됩니다.

본질적으로 절대 영도보다 높은 온도를 가진 모든 물체는 지속적으로 주변 공간에 적외선 복사 에너지를 방출합니다. 물체의 적외선 방사 에너지의 크기와 파장에 따른 분포는 표면 온도와 매우 밀접한 관계가 있습니다. 따라서 물체 자체에서 방사되는 적외선 에너지를 측정함으로써 표면 온도를 정확하게 결정할 수 있으며 이는 적외선 방사 온도 측정의 객관적인 근거입니다.

흑체는 복사 에너지의 모든 파장을 흡수하고 에너지의 반사 및 투과가 없으며 표면에서 방사율이 1인 이상적인 방사체입니다. 그러나 자연의 실제 물체는 거의 흑체가 아닙니다. Qinghe는 적외선 복사의 분포 법칙을 얻었고 이론적 연구에서는 Planck가 제안한 체강 복사의 양자화 발진기 모델 인 적절한 모델을 선택하여 Planck의 흑체 복사 법칙, 즉 파장으로 표현되는 흑체 모든 적외선 이론의 시발점이 되는 분광복사를 흑체복사의 법칙이라 한다. 모든 실제 물체의 방사는 물체의 방사 파장과 온도뿐만 아니라 물체의 재료 유형, 준비 방법 및 열 처리에 따라 달라집니다. 표면 상태 및 환경 조건과 같은 요인과 관련이 있습니다. 따라서 흑체 복사의 법칙을 모든 실제 물체에 적용하기 위해서는 물질의 물성 및 표면 상태와 관련된 비례 계수, 즉 방사율을 도입해야 합니다. 이 계수는 실제 물체의 열 복사가 흑체의 복사에 얼마나 가까운지를 나타내며 그 값은 0과 1보다 작은 값 사이입니다. 복사의 법칙에 따라 재료의 방사율이 어떤 물체의 적외선 복사 특성도 알려져 있습니다. 방사율에 영향을 미치는 주요 요인은 재료 유형, 표면 거칠기, 물리적 및 화학적 구조, 재료 두께입니다. 적외선 방사 온도계를 사용하여 대상의 온도를 측정할 때 먼저 대상의 대역 범위 내에서 대상의 적외선을 측정한 다음 측정 대상의 온도를 온도계로 계산합니다. 단색 고온계는 대역 내의 방사선량에 비례합니다. 이중 색상 고온계는 두 밴드의 복사량 비율에 비례합니다.

적외선 온도 측정은 포인트 별 분석 방법을 채택합니다. 즉, 물체의 국소 영역의 열 복사가 단일 검출기에 집중되고 복사 전력이 알려진 물체의 방사율을 통해 온도로 변환됩니다. . 감지 대상, 측정 범위 및 사용 상황이 다르기 때문에 적외선 온도계의 외관 디자인과 내부 구조는 다르지만 기본 구조는 일반적으로 유사하며 주로 광학 시스템, 광 검출기, 신호 증폭기 및 신호 처리, 디스플레이 출력 및 기타를 포함합니다. 부속. 라디에이터에서 방출되는 적외선. 광학 시스템에 들어가면 적외선 복사는 변조기에 의해 교번 복사로 변조되고 검출기에 의해 해당 전기 신호로 변환됩니다. 신호는 증폭기 및 신호 처리 회로를 통과하고 계측기의 알고리즘 및 대상 방사율에 따라 보정된 후 측정 대상의 온도 값으로 변환됩니다.