Infrapunalämpömittari ei lähetä infrapunasäteitä lämpötilan mittaamiseen?
Mitä on mustan kappaleen säteily?
Se, mitä maailmassa on, on järkevää, ja sillä, mitä on olemassa, ei ole omaa merkitystään ja arvoaan. On harvinaista löytää infrapunavaloa. Mitä se voi tehdä? Voimme käyttää infrapunasäteitä kaukosäätiminä, ja kaukokartoitustekniikka hyödyntää infrapunasäteiden pitkää aallonpituutta. Tietenkin on myös lämpötilamittaus, josta puhumme. Joten kuinka infrapunalämpömittari käyttää infrapunasäteitä lämpötilan mittaamiseen? Ymmärrämme ensin mustan kappaleen säteilyn. Niin sanottu musta ruumis viittaa mustaan esineeseen? Musta kappale on itse asiassa idealisoitu esine, joka voi absorboida kaiken ulkoisen sähkömagneettisen säteilyn ilman heijastusta tai läpäisyä. Riippumatta siitä, mikä esine, niin kauan kuin sen lämpötila on korkeampi kuin absoluuttinen nolla, se säteilee sähkömagneettisia aaltoja. Sähkömagneettiset aallot ovat värähteleviä hiukkasaaltoja, joita avaruudessa lähettävät sähkökentät ja magneettikentät, jotka ovat samassa vaiheessa ja kohtisuorassa toisiinsa nähden. Ne ovat sähkömagneettisia kenttiä, jotka etenevät aaltojen muodossa. Musta kappale näyttää mustalta, kun se on alle 700K, mutta se johtuu vain siitä, että alle 700K:n mustan kappaleen lähettämä säteilyenergia on hyvin pieni ja säteilyn aallonpituus on näkyvän valon alueen ulkopuolella. Jos mustan kappaleen lämpötila on korkeampi kuin yllä oleva lämpötila, musta kappale ei enää ole musta, se alkaa muuttua punaiseksi ja lämpötilan noustessa oranssia, keltaista, valkoista ja muita värejä tulee näkyviin. Esimerkkinä teräs muuttuu lämpötilan nousuprosessin mukaan punaiseksi, oranssiksi ja keltaiseksi. Kun lämpötila ylittää 1300 celsiusastetta, se alkaa muuttua valkoiseksi ja siniseksi. Kun musta kappale muuttuu valkoiseksi, se lähettää myös suuren määrän ultraviolettivaloa.
Niistä säteilytehoa pinta-alayksikköä kohti kutsutaan p, T on absoluuttinen lämpötila ja σ on vakio. Aurinkoa voidaan pitää suunnilleen mustana ruumiina. Ihmiset ovat mitanneet säteilytehon auringon pinta-alayksikköä kohden 6×10^7 wattia neliömetriä kohti. Yllä olevan kaavan mukaan voidaan päätellä, että auringon pintalämpötila on 5700 Kelviniä eli 5153,7 celsiusastetta. Tämä on ensimmäinen kerta, kun ihmiset ovat laskeneet auringon pinnan lämpötilan. .
Auringon pintalämpötila voidaan mitata kaukana taivaalla, joten eikö olisi helppoa mitata ihmiskehon pintalämpötilaa aivan edessämme? Joten sen näimme. Henkilökunta ampui meitä infrapunalämpömittari kädessään. Infrapunalämpömittari voi kerätä säteilytehon pinta-alayksikköä kohti otsalle ja saada kehon lämpötilan. Ihmiskehon lämpötila on noin 37 astetta, ja säteilevät sähkömagneettiset aallot keskittyvät pääasiassa infrapunakaistalle, joten tätä lämpötilan mittausmenetelmää kutsutaan infrapunalämpötilan mittaukseksi. Tämän nähdessämme ymmärrämme, että infrapunalämpömittari ei lähetä infrapunasäteitä mittaamaan lämpötilaa itse, vaan ihmiskehomme säteilee infrapunasäteitä, ja infrapunalämpömittari kerää nämä infrapunasäteet.
Mitä vaadittiin aseen ampumisesta numeroiden näyttämiseen?
Nyt tiedämme, että infrapunalämpömittari kerää infrapunasäteilytehon otsan pinta-alayksikköä kohti, ja tiedämme myös, että lämpötila voidaan saada kaavan avulla, joten kuinka voimme saada lämpötila-arvon näytölle? Infrapunalämpömittari koostuu optisesta järjestelmästä, valosähköisestä ilmaisimesta, signaalivahvistimesta, signaalinkäsittelystä, näytön lähdöstä ja muista osista. Optinen järjestelmä konvergoi kohde-infrapunasäteilyenergian näkökentässään, ja infrapunaenergia kohdistetaan valoilmaisimeen ja muunnetaan vastaavaksi sähköiseksi signaaliksi. Sähköinen signaali vahvistetaan, suodatetaan, muunnetaan analogiseksi digitaaliseksi ja lähetetään mikro-ohjaimelle (pieni, mutta täydellinen mikrotietokone, joka on integroitu piisirulle) signaalinkäsittelyä varten. Nestekidenäyttöyksikkö näyttää mitatun kohteen lämpötila-arvon.
