การแผ่รังสีวัตถุดำและหลักการวัดอุณหภูมิอินฟราเรด

May 25, 2024

ฝากข้อความ

การแผ่รังสีวัตถุดำและหลักการวัดอุณหภูมิอินฟราเรด

 

วัตถุทั้งหมดที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์จะปล่อยพลังงานรังสีอินฟราเรดออกสู่พื้นที่โดยรอบอย่างต่อเนื่อง ขนาดของพลังงานรังสีอินฟราเรดของวัตถุและการกระจายตามความยาวคลื่นมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิพื้นผิว ดังนั้น ด้วยการวัดพลังงานอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุ จึงสามารถระบุอุณหภูมิพื้นผิวได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นพื้นฐานวัตถุประสงค์สำหรับการวัดอุณหภูมิรังสีอินฟราเรด


กฎการแผ่รังสีของวัตถุสีดำ: วัตถุสีดำเป็นวัตถุรังสีในอุดมคติที่ดูดซับพลังงานรังสีของทุกความยาวคลื่นโดยไม่มีการสะท้อนหรือการส่งผ่านพลังงาน การแผ่รังสีที่พื้นผิวคือ 1 และค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อนของสารอื่นๆ น้อยกว่า 1 ซึ่งเรียกว่าวัตถุสีเทา ควรชี้ให้เห็นว่าในธรรมชาติไม่มีวัตถุดำจริง แต่เพื่อที่จะเข้าใจและรับกฎการกระจายตัวของรังสีอินฟราเรดจำเป็นต้องเลือกแบบจำลองที่เหมาะสมในการวิจัยเชิงทฤษฎี นี่คือแบบจำลองควอนตัมออสซิลเลเตอร์ของการแผ่รังสีโพรงร่างกายที่เสนอโดยพลังค์ ซึ่งมาจากกฎของการแผ่รังสีวัตถุดำของพลังค์ นั่นคือความส่องสว่างทางสเปกตรัมของวัตถุสีดำที่แสดงด้วยความยาวคลื่น นี่คือจุดเริ่มต้นของทฤษฎีรังสีอินฟราเรดทั้งหมด ด้วยเหตุนี้ กฎรังสีวัตถุดำ


ลักษณะของเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด
วัตถุทั้งหมดที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์จะปล่อยพลังงานรังสีอินฟราเรดออกสู่พื้นที่โดยรอบอย่างต่อเนื่อง ขนาดของพลังงานรังสีอินฟราเรดมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิพื้นผิวในแง่ของการกระจายความยาวคลื่น ดังนั้นด้วยการวัดพลังงานอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุเอง จึงสามารถวัดอุณหภูมิพื้นผิวได้อย่างแม่นยำ เครื่องวัดอุณหภูมิแบบอินฟราเรดสามารถรับพลังงานรังสีอินฟราเรดที่มองไม่เห็นซึ่งปล่อยออกมาจากวัตถุต่างๆ ได้ รังสีอินฟราเรดเป็นส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า โดยมีอินฟราเรดอยู่ระหว่างแสงที่มองเห็นและคลื่นวิทยุ เมื่อเครื่องมือวัดอุณหภูมิ พลังงานรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุที่กำลังวัดจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าบนเครื่องตรวจจับผ่านระบบออปติคัลของเครื่องวัดอุณหภูมิ และอุณหภูมิพื้นผิวของวัตถุที่กำลังวัดจะแสดงบนส่วนแสดงผลของ เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด


คุณสมบัติของเครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด: การวัดแบบไม่สัมผัส ช่วงการวัดอุณหภูมิที่กว้าง ความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็ว และความไวสูง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอิทธิพลของการปล่อยรังสีของวัตถุที่วัดได้ จึงแทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะวัดอุณหภูมิที่แท้จริงของวัตถุที่วัดได้ ซึ่งก็คืออุณหภูมิพื้นผิว

 

2 handheld infrared thermometer

ส่งคำถาม