Fræðilegar reglur um innrauða hitamælingar og notkun innrauðra hitamælinga
Það eru margar leiðir til að mæla hitastig. Hægt er að skipta hitamælum í tvo flokka: snertihitamælitæki og snertilaus hitamælitæki. Snertitegundir eru meðal annars kunnuglegir vökvahitamælar, hitamælir, viðnámshitamælir osfrv. Eins og við vitum öll er hitastig ein mikilvægasta færibreytan í upphitun, gasgjöf, loftræstingu og loftræstikerfi. Sérstaklega í hitamælingarferlinu er nákvæmni hitastigs oft lykillinn að því að ákvarða árangur eða mistök tilraunarinnar. Þess vegna er háhitamælitæki nauðsynlegt í verkfræði. Þess vegna mun þessi grein kynna meginreglur og notkun innrauða hitamæla meðal hitamælingatækja.
Fræðileg meginregla innrauðra hitamælinga:
Í náttúrunni, þegar hitastig hlutar er hærra en núll, vegna tilvistar innri hitahreyfingar, mun hann stöðugt geisla rafsegulbylgjum til umhverfisins, þar á meðal innrauða geisla með bylgjulengdarsviðinu 0.75µm~100µm . Einkenni þess er að við tiltekið hitastig og bylgjulengd hefur geislaorkan sem hlutur gefur frá sér mikið gildi. Þetta efni er kallað svartur líkami og endurkaststuðull þess er stilltur á 1. Endurkaststuðull annarra efna er minni en 1, sem er kallaður svartur líkami. Grár líkami, vegna þess að sambandið á milli litrófsgeislunarkrafts P (λT) svarta líkamans og hitastigsins T uppfyllir lögmál Plancks. Það sýnir að við hitastigið T er geislunarkraftur svarta líkamans á flatarmálseiningu við bylgjulengdina λ P(λT).
Þegar hitastigið hækkar verður geislaorka hlutarins sterkari. Þetta er upphafspunktur innrauða geislunarfræðinnar og grunnurinn að hönnun einbanda innrauðra hitamæla.
Þegar hitastigið hækkar færist geislunstoppurinn í stuttbylgjustefnuna (til vinstri) og uppfyllir hliðarsetningu Wiens. Bylgjulengdin á toppnum er í öfugu hlutfalli við hitastigið T og punktalínan er línan sem tengir toppana. Þessi formúla segir okkur hvers vegna háhitahitamælar virka að mestu við stuttar bylgjur og lághitahitamælar virka aðallega við langar öldur.
Hraði breytinga geislaðrar orku með hitastigi er meiri við stuttar bylgjulengdir en við langar bylgjulengdir. Það er að segja að hitamælar sem vinna á stuttum bylgjulengdum hafa tiltölulega hátt merki-til-suð hlutfall (mikið næmi) og sterka truflun. Hitamælirinn ætti að reyna að vinna á toppbylgjulengdinni. Þetta er sérstaklega mikilvægt þegar um er að ræða lítil lághitamarkmið.
Innrauða hitamælirinn samanstendur af sjónkerfi, ljósnema, merkjamagnara, merkjavinnslu, skjáúttak og öðrum hlutum. Geislunin frá mælda hlutnum og endurgjöfinni er stillt af mótunartækinu og síðan inntak í innrauða skynjarann. Munurinn á merkjunum tveimur er magnaður upp af andhverfu magnaranum og stjórnar hitastigi endurgjafargjafans þannig að litrófsgeislun endurgjafargjafans sé sú sama og litrófsgeislun hlutarins. Skjárinn sýnir birtustig hlutarins sem verið er að mæla
