赤い温度計の仕組みについて詳しく知る
体温計は光学系、光電検出器、信号増幅器、信号処理、表示出力などの部品で構成されています。光学系は視野内のターゲットの赤外線放射エネルギーを集め、視野の大きさは体温計の光学部品とその位置によって決まります。赤外線エネルギーは光検出器に焦点を合わせ、対応する電気信号に変換されます。信号は増幅器と信号処理回路を通過し、機器の内部処理アルゴリズムとターゲットの放射率に従って補正された後、測定対象の温度値に変換されます。
自然界では、絶対零度より高い温度を持つすべての物体は、周囲の空間に赤外線放射エネルギーを絶えず放射しています。物体の赤外線放射エネルギーの量と波長による分布は、その表面温度と密接に関係しています。したがって、物体自体が放射する赤外線エネルギーを測定することで、その表面温度を正確に測定できます。これが、赤外線放射温度測定の客観的な根拠です。
黒体は、エネルギー反射や透過なしにすべての波長の放射エネルギーを吸収する理想的な放射体であり、その表面放射率は1です。しかし、自然界に存在するほとんどの実際の物体は黒体ではありません。赤外線放射の分布規則を明らかにして得るためには、理論研究で適切なモデルを選択する必要があります。これがプランクが提唱した体腔放射の量子化振動子モデルです。プランクの黒体放射の法則、つまり波長で表された黒体分光放射輝度が導き出されました。これがすべての赤外線放射理論の出発点であるため、黒体放射法則と呼ばれています。実際のすべての物体の放射量は、放射波長と物体の温度だけでなく、物体の材料の種類、準備方法、熱処理、表面状態、環境条件などの要因にも依存します。したがって、黒体放射法則をすべての実際の物体に適用できるようにするには、材料の特性と表面状態に関連する比例係数、つまり放射率を導入する必要があります。 この係数は、実際の物体の熱放射が黒体放射にどれだけ近いかを表し、0 から 1 未満の値までの値を持ちます。放射の法則によれば、物質の放射率がわかっていれば、あらゆる物体の赤外線放射特性を知ることができます。放射率に影響を与える主な要因は、物質の種類、表面粗さ、物理的および化学的構造、物質の厚さです。
赤外線放射温度計ガンを使用して対象物の温度を測定する場合、まずその波長範囲内で対象の赤外線放射量を測定し、次に温度計ガンを使用して測定対象物の温度を計算する必要があります。温度ガンは帯域内の放射量に比例し、温度ガンは 2 つの帯域内の放射量の比率に比例します。
