적외선 온도계의 작동 원리
적외선 온도계의 작동 원리, 기술 지표, 환경 작업 조건, 작동 및 유지 보수를 이해하는 것은 사용자가 적외선 온도계를 올바르게 선택하고 사용하는 기초입니다. 적외선 온도계는 광학 시스템, 광전 검출기, 신호 증폭기, 신호 처리, 디스플레이 출력 및 기타 부품으로 구성됩니다. 광학 시스템은 시야에서 대상 적외선 방사 에너지를 수집하고 시야의 크기는 광학 부품과 온도계의 위치에 따라 결정됩니다. 적외선 에너지는 광검출기에 집중되어 해당 전기 신호로 변환됩니다. 신호는 계측기 내부의 알고리즘과 타겟 방사율에 따라 증폭기 및 신호 처리 회로에 의해 보정된 후 측정된 타겟의 온도 값으로 변환됩니다. 또한 온도, 대기, 오염, 성능지표에 대한 간섭 등의 요인과 보정방법 등의 영향을 받는 대상과 온도계의 환경조건도 고려해야 한다.
온도가 절대 영도보다 높은 모든 물체는 주변 공간에 지속적으로 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. 그만큼
흑체 복사 법칙: 흑체는 모든 파장의 복사 에너지를 흡수하고 에너지의 반사 및 투과가 없으며 표면의 방사율이 1인 이상화된 방사체입니다. 자연계에 실제 흑체는 존재하지 않으나 적외 복사의 분포 법칙을 규명하고 얻기 위해서는 이론 연구에서 적절한 모델을 선택해야 하는데, 이것이 제안된 체강 복사의 양자화 발진기 모델이다. 플랑크에 의해 플랑크의 흑체복사 법칙, 즉 파장으로 표현되는 흑체 분광복사조도를 도출하는 것이 모든 적외선 복사이론의 출발점이므로 흑체복사 법칙이라 한다.
복사 온도 측정에 대한 물체 방사율의 영향: 자연에 존재하는 실제 물체는 거의 흑체가 아닙니다. 모든 실제 물체의 방사량은 물체의 방사 파장과 온도뿐만 아니라 물체를 구성하는 재료의 유형, 준비 방법, 열처리, 표면 상태 및 환경 조건에 따라 달라집니다. 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 흑체 복사에 얼마나 가까운지를 나타내며 그 값은 0과 1보다 작은 값 사이입니다. 복사의 법칙에 따라 재료의 방사율을 알고 있는 한, 모든 물체의 적외선 방사 특성이 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 시스템: 적외선 온도계는 광학 시스템, 광검출기, 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.
