Temassız Sıcaklık Ölçümünün Temelleri

Kızılötesi sıcaklık ölçümü nedir?
Zamandan sonra, sıcaklık en sık ölçülen fiziksel özelliktir. Kızılötesi sıcaklık ölçüm cihazları, Planck ve Boltzmann’ın radyasyon yasasını kullanarak ölçülen nesne tarafından yayımlanan kızılötesi radyasyonu hesaplar.

Peki, temassız sıcaklık ölçümü nasıl çalışır?

Her cisim, 0 K (-273.15 ° C) mutlak sıfırın üzerinde bir sıcaklığa sahip olan yüzeyinden elektromanyetik radyasyon yayar, ki bu da kendi içsel sıcaklığına orantılıdır. Bu radyasyonun bir kısmı, sıcaklığı ölçümü için kullanılan kızılötesi (infrared) radyasyonudur. Cismin infrared yayılımı bir lens yardımıyla dedektöre odaklanabilir. Detektör, topladığı infrared enerji ile orantılı bir elektrik sinyali üretir. Bu sinyal ampliye edilir (yükseltilir) ve art arda dijital sinyal işleme kullanılarak, nesne sıcaklığına orantılı bir çıkış sinyaline dönüştürülür. Ölçüm değeri bir ekranda gösterilebilir veya sinyal olarak bırakılabilir.

Emisivite nedir?

Siyah-Cisim (Black-Body)

İnfrared sıcaklık ölçüm tekniğini kullanıyorsanız, ε (emisivite, emisyon) değeri büyük bir öneme sahiptir. Emisivite değeri, ölçülen radyasyon değerinin black-body (siyah-cisim) denilen cisimlerle olan ilişkisini tanımlar. Siyah-Cisim için emisivite maksimum değeri olan 1’i alır. Ama sadece birkaç cisim, Siyah-Cisim idealini karşılar. Sensörlerin kalibrasyonu için genellikle radyatörlerin temas yüzeyleri kullanılır, ki burda tercih edilen emisivite dalga uzunluğu olan 0.99’dur.

Gri-Cisim (Grey-Body)

Cisimlerin çoğu, Siyah-Cisim’lerden çok daha az radyasyon yaysalar da sabit bir emisivite değerine sahiptir. Bu cisimlere, yani günlük hayatımızda karşılaştığımız tüm cisimlere ise Gri-Cisim denir. Metaller gibi emisivite değerinin  sıcaklığa bağlı değişkenlik gösterdiği cisimlere seçici ısı yayıcı (radyatör) denir. Her iki durumda da eksik olan radyasyon kısmı, emisivite tanımıyla telafi edilir. Seçici bir radyatör (metal) yüzey sıcaklığı okunmak istenirse, emisivite değerinin belirlenebilmesi için kullanılan detektörün dalga boyunun önemi göz önünde bulundurulmalıdır.

İnfrared sıcaklık ölçerler, cisim yüzeyinden yayılan radyasyonu, çevreden yansıyan ve belki de -eğer çok ince bir film yada infrared geçirgenliği olan bir nesne ise- ölçüm nesnesinden nüfuz etmiş kızılötesi radyasyonu ölçer.

Lütfen broşürümüzden daha fazla bilgi toplayın: Temassız sıcaklık ölçümünün temelleri.