Естественные науки

Как узнать точную темпаратуру?

Есть пирометр (инфракрасный термометр). Как бы наводить лазер на предмет и показывает его температуру. Но как выяснилось значение будет разным в зависимости от коэффициента излучения (КИ) предмета.
Каким образом узнать точную температуру, зная показатели пирометра и выставленным коэффициентом излучения (например 25 градусов, КИ = 0.95) и зная КИ предмета (к примеру, 0.52).?
Не заморачивайся: тут всё просто. Надо только понять свойства идеального зеркала и идеального черного тела (это термины). Сразу скажу, что только серебро является и тем, и другим. Правда, во втором случае — окись серебра. Более "зеркальных" и "черных" материалов не существует. Есть приближающиеся: сажа, например. Если пригодится эта инфо.

Теперь по сути. В зеркало ты себя видишь? Пирометром можешь померить температуру лба своего отображения? Только лазерный луч выключи, чтобы в глаз не попасть — этот луч никакого участия в замере температуры не принимает, он лишь тебе показывает, куда ты прицелился и температуру чего измеряешь?

Что покажет пирометр? Давай более контрастный пример: у тебя зеркальные стекла окон на лоджии, идеально зеркальные. Температура в комнате 25º Ц, на улице –40, на лоджии –30. Ты направляешь пирометр на окно. Сначала считаем, что ненадолго открыл окна комната-лоджия и измеряешь прямо температуру наружных окон. Что тебе покажет пирометр? Известно, что температура самих зеркал –35º.

Ответ: он тебе покажет то, что видит. А видит он комнату, в которой +25º. Вот это он и покажет.

Вот если бы открыл зеркальное окно, было бы –40.

Есть зеркальные чайники, работают как термос: хранят тепло. Вскипятил ты его, подносишь руку и чувствуешь, что он холодный. Но коснулся его и — обжегся. Вывод: зеркало разделяет среды по температуре и может не находиться в состоянии термодинамического равновесия с окружающей средой. В отличие от абсолютно черного тела, которое всегда находится (или стремится к этому при переходных процессах).

Усложняем эксперимент. Закрываем окна на лоджию. Их температура оказывается средней между –30 на лоджии и +25 в комнате, т. е –2,5. Зеркальные окна по-прежнему –40. Снова измеряем температуру зеркальных. Если стекла у тебя обычные, в инфракрасном диапазоне непрозрачные, то пирометр комнату в зеркальных не увидит (ты — в оптическом диапазоне увидишь, а он — нет), потому покажет –2,5. А поставь ты стекла из кварцевого стекла — и пирометр снова увидит комнату: +25º.

Так что смотреть надо не на коэффициент излучения, а на коэффициент отражения. Это удобнее. Можно, конечно, и для того чайника найти коэффициент излучения, будет он 0,0001. Но на практике это не очень удобно.

А удобно работать с коэффициентом излучения на другом конце: при приближении объекта к "черному телу", например, если это радиатор теплоотвода на излучении (для мощного транзистора, процессора компьютера и т. д.). Тут уже этот коэффициент может быть 0,3...0,6. А если нет обдува и это просто плохой радиатор, то 80% тепла и более уйдет излучением (нет конвекции и теплопередачи — вообще 100%, а пирометр покажет истинную температуру радиатора: внутри транзистора будет выше на потери температуры на стыке кристалл-корпус-радиатор).

Хочу надеяться, для начала этого достаточно.
София Руссул
София Руссул
87 472
Лучший ответ
в инструкции к пирометру.
Никак точную температуру не удастся измерять бесконтактным способом! А про количество пыли и состав атмосферы в оптическом промежутке Вы не упомянули.., про чистоту приёмной линзы и излучающего окошка. Эти факторы намного больше вносят погрешности в результат измерения, чем те, которые Вас напрягают.
AD
Arstan Djamalov
18 486
Ирина Мальцева Если это не учитывать. Мне нужно формулу по которой можно скорректировать температуру на коэффициент излучения.

Похожие вопросы