इन्फ्रारेड थर्मामीटर की संरचना और कार्य सिद्धांत
इन्फ्रारेड सिस्टम: इन्फ्रारेड थर्मामीटर में एक ऑप्टिकल सिस्टम, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स, सिग्नल एम्पलीफायर, सिग्नल प्रोसेसिंग, डिस्प्ले आउटपुट और अन्य घटक होते हैं। ऑप्टिकल प्रणाली अपने दृश्य क्षेत्र के भीतर लक्ष्य की अवरक्त विकिरण ऊर्जा एकत्र करती है, और दृश्य क्षेत्र का आकार ऑप्टिकल घटकों और थर्मामीटर के उनकी स्थिति द्वारा निर्धारित किया जाता है। इन्फ्रारेड ऊर्जा फोटोइलेक्ट्रिसिटी पर केंद्रित होती है और संबंधित विद्युत संकेतों में परिवर्तित हो जाती है। सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट द्वारा प्रवर्धित और संसाधित होने के बाद सिग्नल को परीक्षण किए गए लक्ष्य के तापमान मान में परिवर्तित किया जाता है, और उपकरण के आंतरिक उपचार और लक्ष्य उत्सर्जन के एल्गोरिदम के अनुसार सही किया जाता है। इन्फ्रारेड थर्मामीटर के कार्य सिद्धांत, तकनीकी विशिष्टताओं, पर्यावरणीय कामकाजी परिस्थितियों, संचालन और रखरखाव को समझना उपयोगकर्ताओं के लिए इन्फ्रारेड थर्मामीटर को सही ढंग से चुनने और उपयोग करने का आधार है।
इसके अलावा, प्रदर्शन संकेतकों और सुधार विधियों पर उनके प्रभाव के लिए लक्ष्य और थर्मामीटर की पर्यावरणीय स्थितियों, जैसे तापमान, वायुमंडल, प्रदूषण और हस्तक्षेप पर भी विचार किया जाना चाहिए। सापेक्ष शून्य से ऊपर तापमान वाली कोई भी वस्तु अवरक्त विकिरण उत्सर्जित करेगी। इन्फ्रारेड थर्मामीटर वस्तु द्वारा उत्सर्जित इन्फ्रारेड की तरंग दैर्ध्य को प्राप्त करता है और मापता है, और संबंधित तापमान प्राप्त कर सकता है। सापेक्ष शून्य से ऊपर तापमान वाली सभी वस्तुएं आसपास के अंतरिक्ष में लगातार अवरक्त विकिरण ऊर्जा उत्सर्जित कर रही हैं। किसी वस्तु की अवरक्त विकिरण ऊर्जा का आकार और तरंग दैर्ध्य वितरण उसकी सतह के तापमान से निकटता से संबंधित होता है। इसलिए, किसी वस्तु द्वारा उत्सर्जित अवरक्त ऊर्जा को मापकर, उसकी सतह के तापमान को सटीक रूप से मापा जा सकता है, जो कि अवरक्त विकिरण तापमान माप का उद्देश्य आधार है। ब्लैकबॉडी विकिरण नियम: ब्लैकबॉडी एक आदर्श रेडिएटर है जो ऊर्जा के किसी भी प्रतिबिंब या संचरण के बिना सभी तरंग दैर्ध्य की विकिरण ऊर्जा को अवशोषित करता है। इसकी सतह उत्सर्जनशीलता 1 है।
यह बताया जाना चाहिए कि प्रकृति में कोई वास्तविक ब्लैकबॉडी नहीं है, लेकिन अवरक्त विकिरण के वितरण कानून को समझने और प्राप्त करने के लिए, सैद्धांतिक अनुसंधान में एक उपयुक्त मॉडल चुनना आवश्यक है। यह प्लैंक द्वारा प्रस्तावित शरीर गुहा विकिरण का परिमाणित थरथरानवाला मॉडल है, जो प्लैंक ब्लैकबॉडी विकिरण के नियम को प्राप्त करता है, अर्थात, तरंग दैर्ध्य में व्यक्त ब्लैकबॉडी की वर्णक्रमीय चमक। यह सभी अवरक्त विकिरण सिद्धांतों का प्रारंभिक बिंदु है, इसलिए ब्लैकबॉडी विकिरण कानून है। विकिरण तापमान माप पर वस्तु उत्सर्जन का प्रभाव: प्रकृति में मौजूद लगभग सभी वास्तविक वस्तुएँ काली वस्तुएँ नहीं हैं। सभी वास्तविक वस्तुओं की विकिरण मात्रा न केवल विकिरण की तरंग दैर्ध्य और वस्तु के तापमान पर निर्भर करती है, बल्कि सामग्री के प्रकार, तैयारी विधि, थर्मल प्रक्रिया, सतह की स्थिति और पर्यावरणीय स्थितियों जैसे कारकों पर भी निर्भर करती है जो इसे बनाते हैं। वस्तु। इन्फ्रारेड ऊर्जा को फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर पर केंद्रित किया जाता है और संबंधित विद्युत संकेतों में परिवर्तित किया जाता है। उपकरण के आंतरिक एल्गोरिदम और लक्ष्य उत्सर्जन के अनुसार एम्पलीफायर और सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट द्वारा कैलिब्रेट किए जाने के बाद सिग्नल को परीक्षण किए गए लक्ष्य के तापमान मान में परिवर्तित किया जाता है।
इसलिए, ब्लैकबॉडी विकिरण कानून को सभी व्यावहारिक वस्तुओं पर लागू करने के लिए, भौतिक गुणों और सतह की स्थिति, अर्थात् उत्सर्जन से संबंधित आनुपातिक गुणांक पेश करना आवश्यक है। यह गुणांक वास्तविक वस्तु के थर्मल विकिरण और ब्लैकबॉडी विकिरण के बीच निकटता को दर्शाता है, जिसका मान शून्य और 1 से कम के बीच होता है। विकिरण के नियम के अनुसार, जब तक किसी सामग्री की उत्सर्जन क्षमता ज्ञात होती है, तब तक अवरक्त किसी भी वस्तु की विकिरण विशेषताएँ ज्ञात होती हैं। उत्सर्जन को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं सामग्री का प्रकार, सतह का खुरदरापन, भौतिक रासायनिक संरचना और सामग्री की मोटाई। इन्फ्रारेड विकिरण थर्मामीटर का उपयोग करके किसी लक्ष्य के तापमान को मापते समय, पहला कदम लक्ष्य के अवरक्त विकिरण को उसकी तरंग दैर्ध्य सीमा के भीतर मापना है, और फिर थर्मामीटर मापा लक्ष्य के तापमान की गणना करता है। मोनोक्रोमैटिक थर्मामीटर बैंड के भीतर विकिरण की मात्रा के समानुपाती होता है; दोहरे रंग वाले थर्मामीटर का दो बैंडों के विकिरण से अनुपात आनुपातिक होता है
