电磁光谱中的范围
红外辐射是电磁光谱的一部分,与大约红光相邻。在可见光谱的长波侧的760 nm,延伸至大约的波长1毫米。
在这方面,波长范围的最大约为 20 µm对于技术温度测量至关重要。
在19世纪下半叶,人们知道热辐射和其他电磁波(例如可见光或无线电波)在本质上是相似的。随后,基尔乔夫,斯特凡,鲍尔茨曼,维也纳和普朗克发现了辐射法则。到20世纪中叶,在军事使用红外技术方面的密集而成功的工作促进了首次红外观众的建设。随着时间和技术的一定距离,也是60年代可用的第一个用于非军事应用的热量表。然而,与此相似的是,在可用设备的多元化多样化的情况下,开发的增天度是在工业温度测量中的广泛方法。
黑体的辐射法
现实生活中发生的身体显示出非常多样化的辐射特性。因此,事实证明,最初考虑要考虑理想辐射特性的模型主体的简化定律,然后将其应用于实际发生的对象。该模型体在辐射物理学中被称为“黑体”。它通过以下事实区分了自身,即在所有相等温度的身体中,它显示出最大的发射辐射。
布朗克的辐射法描述了黑体发出的辐射的光谱传播:
该表示表明光谱组合物随物体温度而变化。例如,温度超过500°C的体也在可见范围内散发出辐射。此外,必须注意,在每个波长中,辐射强度随温度升高而增加。
普朗克的辐射定律代表了与非接触式温度测量的主要相关性。但是,由于其抽象性质,它不直接适用于许多实际计算。但是可以从中得出各种进一步的相关性,其中两个应在下面简要提及。因此,通过整合(例如,在所有波长中的光谱辐射强度),获得了人体发出的整个辐射的值。这种相关性称为Stefan Boltzmann定律。
由于其简单的数学相关性,它非常适合粗略的估计,尤其是在计算物体的热量平衡以及总辐射高温计的相互关系时。但是,大多数测量设备的光谱测量范围通常受到强烈限制,因此,该方程不适合此目的。
普朗克辐射法的图形表示表明,黑体发射的辐射的波长随温度变化而具有最大的变化。维也纳的位移定律可以通过差异化源自普朗克的方程。
对象的温度越低,其辐射最大移动向更大的波长移动越远。接近室温时,它约为10 µm。
空气的透射水平在很大程度上取决于波长。高衰减的范围与高透射率(阴影)范围(所谓的“大气窗户”)。虽然在(8 ... 14)µm的范围内的透射率,即长波大气窗口,在更长的距离上保持高度,但由于大气的范围已经在(3 ... 5)µm的范围内发生可测量的衰减,IE,即短波大气窗口,在大约十米处的距离距离。
测量物体的影响
在考虑主相关时,黑体作为辐射模型是必不可少的。由于要测量的真实对象或多或少地偏离该模型,因此可能有必要在测量中考虑这种影响。特别适合此目的的是散发性参数,它是身体发射红外辐射能力的衡量标准。黑体的值为1,具有最高的发射率,这还取决于波长。
与此相反,要测量的真实物体的发射可能会显示出或多或少对波长的强依赖性。以下参数也可能具有一定影响:
• 材料组成
• 氧化膜
• 表面粗糙度
• 与表面正常的角度
• 温度
• 极化度
无论其表面结构如何,至少在长波光谱范围内的多种非金属材料(至少在长波光谱范围内)都会显示出较高且相对恒定的发射率。这些包括与大多数矿物建筑材料和涂料油漆相同的人类皮肤。
相反,金属的发射率通常很低,这在很大程度上取决于波长的表面特性和下降。