Mikä on infrapunalämpömittarin toimintaperiaate?
Infrapunalämpömittarin lämpötilan mittausperiaate
Infrapunalämpömittarin lämpötilamittauksen periaate on muuntaa mitatun kohteen lähettämän infrapunasäteilyn säteilyenergia sähköisiksi signaaleiksi. Infrapunasäteilyn energian määrä liittyy itse kohteen lämpötilaan, ja kohteen lämpötila voidaan määrittää muuntamalla se sähköiseksi signaaliksi. Kaikki absoluuttisen nollan yläpuolella olevat esineet lähettävät infrapunasäteilyä itsestään. Infrapunalämpömittarin tehtävänä on kerätä esineen lähettämä infrapunasäteily, eikä se lähetä lainkaan haitallista säteilyä, joten se on täysin vaaraton ihmiskeholle. Jotkut ihmiset ymmärtävät väärin, että infrapunalämpömittari lähettää säteilyä ihmiskehoon tuottaakseen lukemia, mikä on väärinkäsitys.
Infrapunalämpömittarin lämpötilamittauksen emissiokyky
Blackbody on idealisoitu säteilijä, joka absorboi kaikkien aallonpituuksien säteilyenergiaa ilman heijastusta tai energian siirtymistä. Sen pintaemissiivisyys on 1. Lähes kaikki luonnossa esiintyvät esineet eivät kuitenkaan ole mustia kappaleita. Infrapunasäteilyn jakautumislain ymmärtämiseksi ja saamiseksi on teoreettisessa tutkimuksessa valittava sopiva malli, joka on Planckin ehdottama kehoontelon säteilyn kvantisoitu oskillaattorimalli. Tämä johtaa Planckin mustan kappaleen säteilyn lakiin, joka on mustien kappaleiden spektrisäteily ilmaistuna aallonpituudella. Tämä on kaikkien infrapunasäteilyteorioiden lähtökohta, joten mustan kappaleen säteilylaki. Kaikkien todellisten esineiden säteilymäärä ei riipu vain säteilyn aallonpituudesta ja kohteen lämpötilasta, vaan myös tekijöistä, kuten materiaalityypistä, valmistusmenetelmästä, lämpöprosessista, pinnan tilasta ja ympäristöolosuhteista, jotka muodostavat esine. Siksi, jotta mustan kappaleen säteilylaki soveltuisi kaikkiin käytännön esineisiin, on tarpeen ottaa käyttöön suhteellinen kerroin, joka liittyy materiaalin ominaisuuksiin ja pintatiloihin, nimittäin emissiokyky. Tämä kerroin edustaa todellisen kohteen lämpösäteilyn ja mustan kappaleen säteilyn välistä läheisyyttä, jonka arvo on nollasta alle 1:een. Säteilylain mukaan niin kauan kuin materiaalin emissiokyky tunnetaan, infrapuna minkä tahansa kohteen säteilyominaisuudet tunnetaan. Tärkeimmät emissiivisyyteen vaikuttavat tekijät ovat materiaalityyppi, pinnan karheus, fysikaalis-kemiallinen rakenne ja materiaalin paksuus. Ihmiskehon lämpötilaa mitattaessa emissiivisyys säädetään yleensä arvoon 0,95 tarkimman lämpötilan mittauksen saamiseksi.
Ihmisen infrapunalämpömittari
Ihmiskehon lämpötilan mittaamiseen käytettyä infrapunalämpömittaria kutsutaan ihmiskehon infrapunalämpömittariksi. On kuitenkin selvennettävä, että lääketieteellistä tai teollista infrapunalämpömittaria ei ole olemassa, koska infrapunalämpömittarien valmistusperiaatteet ovat yhdenmukaiset. Ero on vain korkean tarkkuuden, suuren etäisyyden kerroinsuhteen, korkean suorituskyvyn infrapunalämpömittarien ja korkean tarkkuuden, pienen etäisyyskerroinsuhteen ja alhaisen suorituskyvyn infrapunalämpömittarien välillä. Niin kauan kuin infrapunalämpömittarin emissiokyky on asetettu arvoon 0,95 (ihmisen ihon emissiokyky on yleensä tämä arvo, ja vaikka ero olisikin, vaikutus on vain 0,3 sisällä astetta), se täyttää ihmisen lämpötilan mittausvaatimukset. (Esimerkiksi kaikki automerkit voivat kulkea nopeudella 40 km/h, kun taas huippuluokan autot voivat saavuttaa nopeuden 200 km/h, mutta nimenomaan 40 km/h ajavien autojen välillä ei ole eroa. ajaa 200 km/h, vain ero korkean ja matalan suorituskyvyn autojen välillä.)
