इन्फ्रारेड थर्मामीटर तापमान मापने के लिए इन्फ्रारेड किरणें उत्सर्जित नहीं करता है?
ब्लैकबॉडी विकिरण क्या है?
दुनिया में जो मौजूद है वह तर्कसंगत है, और जो मौजूद है उसका अपना कोई अर्थ और मूल्य नहीं है। अवरक्त प्रकाश मिलना दुर्लभ है। यह क्या कर सकता है? हम अवरक्त किरणों को रिमोट कंट्रोल के रूप में उपयोग कर सकते हैं, और रिमोट सेंसिंग तकनीक अवरक्त किरणों की लंबी तरंग दैर्ध्य का लाभ उठाती है। बेशक, हम तापमान माप के बारे में भी बात कर रहे हैं। तो एक अवरक्त थर्मामीटर तापमान को मापने के लिए अवरक्त किरणों का उपयोग कैसे करता है? सबसे पहले, आइए ब्लैकबॉडी रेडिएशन को समझें। तथाकथित ब्लैक बॉडी एक काली वस्तु को संदर्भित करती है? एक ब्लैक बॉडी वास्तव में एक आदर्श वस्तु है जो बिना किसी प्रतिबिंब या संचरण के सभी बाहरी विद्युत चुम्बकीय विकिरण को अवशोषित कर सकती है। कोई फर्क नहीं पड़ता कि कोई वस्तु क्या है, जब तक इसका तापमान पूर्ण शून्य से अधिक है, यह विद्युत चुम्बकीय तरंगों को विकीर्ण करता है। विद्युत चुम्बकीय तरंगें अंतरिक्ष में विद्युत क्षेत्रों और चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा उत्सर्जित दोलनशील कण तरंगें हैं जो एक दूसरे के चरण और लंबवत हैं। वे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र हैं जो तरंगों के रूप में फैलते हैं। एक काला शरीर 700K से नीचे होने पर काला दिखता है, लेकिन ऐसा केवल इसलिए होता है क्योंकि 700K से नीचे एक काले शरीर द्वारा उत्सर्जित विकिरण ऊर्जा बहुत छोटी होती है और विकिरण तरंग दैर्ध्य दृश्य प्रकाश सीमा से बाहर होती है। यदि ब्लैक बॉडी का तापमान उपरोक्त तापमान से अधिक है, तो ब्लैक बॉडी अब काली नहीं रहेगी, यह लाल होने लगेगी, और जैसे-जैसे तापमान बढ़ेगा, नारंगी, पीला, सफेद और अन्य रंग दिखाई देंगे। उदाहरण के लिए स्टील को लें, तो बढ़ते तापमान की प्रक्रिया के अनुसार, यह क्रमशः लाल, नारंगी और पीला हो जाता है। जब तापमान 1300 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो जाता है, तो यह सफेद और नीला होने लगता है। जब एक ब्लैक बॉडी सफेद हो जाती है, तो यह बड़ी मात्रा में पराबैंगनी प्रकाश भी उत्सर्जित करती है।
उनमें से, प्रति इकाई क्षेत्र में विकिरण शक्ति को p कहा जाता है, T पूर्ण तापमान है, और σ एक स्थिरांक है। सूर्य को लगभग एक काला पिंड माना जा सकता है। लोगों ने सूर्य की सतह के प्रति इकाई क्षेत्र में विकिरण शक्ति को 6×10^7 वाट प्रति वर्ग मीटर मापा है। उपरोक्त सूत्र के अनुसार, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि सूर्य की सतह का तापमान 5700 केल्विन या 5153.7 डिग्री सेल्सियस है। यह पहली बार है जब मनुष्यों ने सूर्य की सतह के तापमान की गणना की है।
सूर्य की सतह का तापमान आकाश में बहुत दूर मापा जा सकता है, तो क्या हमारे सामने मानव शरीर की सतह का तापमान मापना आसान नहीं होगा? तो यही हमने देखा। कर्मचारियों ने अपने हाथों में इन्फ्रारेड थर्मामीटर लेकर हम पर हमला किया। इन्फ्रारेड थर्मामीटर माथे पर प्रति इकाई क्षेत्र में विकिरण शक्ति एकत्र कर सकता है और आपके शरीर का तापमान प्राप्त कर सकता है। मानव शरीर का तापमान लगभग 37 डिग्री होता है, और उत्सर्जित विद्युत चुम्बकीय तरंगें मुख्य रूप से इन्फ्रारेड बैंड में केंद्रित होती हैं, इसलिए तापमान माप की इस विधि को इन्फ्रारेड तापमान माप कहा जाता है। इसे देखकर, हम समझते हैं कि इन्फ्रारेड थर्मामीटर तापमान मापने के लिए खुद से इन्फ्रारेड किरणें नहीं छोड़ता है, बल्कि हमारा मानव शरीर इन्फ्रारेड किरणें उत्सर्जित करता है, और इन्फ्रारेड थर्मामीटर इन इन्फ्रारेड किरणों को एकत्र करता है।
बंदूक चलाने से लेकर संख्याएं दिखाने तक क्या-क्या करना पड़ा?
अब हम जानते हैं कि इन्फ्रारेड थर्मामीटर माथे पर प्रति इकाई क्षेत्र में इन्फ्रारेड विकिरण शक्ति एकत्र करता है, और हम यह भी जानते हैं कि तापमान सूत्र के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है, इसलिए हम डिस्प्ले पर प्रदर्शित तापमान मान कैसे प्राप्त कर सकते हैं? इन्फ्रारेड थर्मामीटर में ऑप्टिकल सिस्टम, फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर, सिग्नल एम्पलीफायर, सिग्नल प्रोसेसिंग, डिस्प्ले आउटपुट और अन्य भाग होते हैं। ऑप्टिकल सिस्टम अपने दृश्य क्षेत्र के भीतर लक्ष्य अवरक्त विकिरण ऊर्जा को अभिसरित करता है, और अवरक्त ऊर्जा को फोटो डिटेक्टर पर केंद्रित किया जाता है और एक संबंधित विद्युत संकेत में परिवर्तित किया जाता है। विद्युत संकेत को प्रवर्धित, फ़िल्टर किया जाता है, एनालॉग-टू-डिजिटल में परिवर्तित किया जाता है, और सिग्नल प्रोसेसिंग के लिए माइक्रोकंट्रोलर (सिलिकॉन चिप पर एकीकृत एक छोटा लेकिन पूर्ण माइक्रोकंप्यूटर) को भेजा जाता है। लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले यूनिट मापा लक्ष्य का तापमान मान प्रदर्शित करता है।
