紅外(wai)測(ce)溫(wen)儀(yi)的(de)原(yuan)理(li)黑(hei)體(ti)是怎(zen)樣的(de)呢?
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紅(hong)外(wai)測(ce)溫(wen)儀(yi)由光學(xue)系(xi)統(tong)、光電(dian)探測(ce)器、信號(hao)放(fang)大器及信號(hao)處理、顯(xian)示(shi)輸(shu)出等(deng)部分(fen)組(zu)成(cheng)。光(guang)學(xue)系(xi)統(tong)匯(hui)聚其視(shi)場內的(de)目標(biao)紅(hong)外(wai)輻(fu)射(she)能(neng)量(liang),視(shi)場的(de)大小(xiao)由測溫(wen)儀(yi)的(de)光學零件(jian)及其位置確定(ding)。紅外(wai)能(neng)量(liang)聚焦在(zai)光電(dian)探測(ce)器上並轉變(bian)為相應(ying)的(de)電信號(hao)。該(gai)信號(hao)經(jing)過(guo)放(fang)大器和信(xin)號(hao)處理電(dian)路,並(bing)按照儀(yi)器內部的(de)算法和目標(biao)發射(she)率(lv)校(xiao)正(zheng)後(hou)轉變(bian)為被(bei)測(ce)目標(biao)的(de)溫(wen)度值(zhi)。
紅外(wai)測(ce)溫(wen)儀(yi)原(yuan)理(li)黑(hei)體(ti)是壹種理想化(hua)的(de)輻(fu)射(she)體(ti),它(ta)吸收(shou)所有(you)波長的(de)輻(fu)射(she)能(neng)量(liang),沒(mei)有(you)能(neng)量(liang)的(de)反射(she)和(he)透過(guo),其表(biao)面的(de)發射(she)率(lv)為(wei)1。但(dan)是自然(ran)界(jie)中存(cun)在(zai)的(de)實(shi)際(ji)物(wu)體(ti),幾(ji)乎(hu)都(dou)不(bu)是黑(hei)體(ti),為了弄清(qing)和(he)獲得紅(hong)外(wai)輻(fu)射(she)分(fen)布規(gui)律(lv),在(zai)理論(lun)研(yan)究中必(bi)須(xu)選(xuan)擇(ze)合適的(de)模型,這(zhe)就(jiu)是普(pu)朗克提(ti)出(chu)的(de)體腔輻(fu)射(she)的(de)量子化振(zhen)子模型,從而導出了(le)普(pu)朗克黑(hei)體(ti)輻(fu)射(she)的(de)定(ding)律(lv),即以波(bo)長表(biao)示(shi)的(de)黑(hei)體(ti)光譜輻(fu)射(she)度(du),這(zhe)是壹切(qie)紅外(wai)輻(fu)射(she)理(li)論(lun)的(de)出發點,故(gu)稱黑(hei)體(ti)輻(fu)射(she)定(ding)律(lv)。所(suo)有(you)實(shi)際(ji)物(wu)體(ti)的(de)輻(fu)射(she)量(liang)除(chu)依賴於輻(fu)射(she)波(bo)長及物(wu)體(ti)的(de)溫(wen)度之(zhi)外(wai),還(hai)與構(gou)成(cheng)物(wu)體(ti)的(de)材料(liao)種類、制備(bei)方法(fa)、熱(re)過(guo)程(cheng)以及表(biao)面狀態(tai)和(he)環(huan)境條(tiao)件(jian)等(deng)因素(su)有(you)關。因此(ci),為(wei)使黑(hei)體(ti)輻(fu)射(she)定(ding)律(lv)適用於所(suo)有(you)實(shi)際(ji)物(wu)體(ti),必(bi)須(xu)引(yin)入(ru)壹(yi)個(ge)與材料(liao)性質及表(biao)面狀態(tai)有(you)關的(de)比例系(xi)數,即發射(she)率(lv)。該(gai)系(xi)數表(biao)示(shi)實(shi)際(ji)物(wu)體(ti)的(de)熱(re)輻(fu)射(she)與黑(hei)體(ti)輻(fu)射(she)的(de)接近程度(du),其值在(zai)零和(he)小(xiao)於1的(de)數值之(zhi)間(jian)。根據(ju)輻(fu)射(she)定(ding)律(lv),只(zhi)要知(zhi)道了材料(liao)的(de)發射(she)率(lv),就(jiu)知(zhi)道了任(ren)何物(wu)體(ti)的(de)紅外(wai)輻(fu)射(she)特性(xing)。影(ying)響發射(she)率(lv)的(de)主(zhu)要(yao)因素(su)在(zai):材料(liao)種類、表(biao)面粗(cu)糙(cao)度、理(li)化結構(gou)和(he)材料(liao)厚度等(deng)。