כיצד משתמשים במדחום בגלגול חם?
1. עקרונות יסוד
כל העצמים עם טמפרטורה גבוהה מאפס פולטים כל הזמן אנרגיית קרינה אינפרא אדומה לחלל שמסביב. מאפייני קרינת אינפרא אדום של עצם: לגודל אנרגיית הקרינה ולפיזורה לפי אורך הגל יש קשר הדוק מאוד לטמפרטורת פני השטח שלו. לכן, על ידי מדידת אנרגיית האינפרה האדומה המוקרנת על ידי העצם עצמו, ניתן לקבוע במדויק את טמפרטורת פני השטח שלו, שהיא הבסיס האובייקטיבי למדידת טמפרטורת קרינה אינפרא אדום.
מדחום אינפרא אדום, הידוע גם בשם מדידת טמפרטורת קרינה אינפרא אדומה, הוא טכנולוגיה המשתמשת בקרינה האינפרא אדומה הנפלטת מהאובייקט עצמו כדי למדוד את הטמפרטורה של עצם. קרינה אינפרא אדומה או קרינה אינפרא אדומה היא קרינה אלקטרומגנטית עם אורך גל בין 0.76 מיקרומטר ל-1000 מיקרומטר. עבור גוף שחור אידיאלי, עוצמת הקרינה הכוללת של כל אורכי הגל הנפלטים ליחידת שטח פנים לחלל ההמיספרתי (בקיצור הכוללת קרינה או עוצמת קרינה) היא פי 4 מהטמפרטורה של העצם. פרופורציונלי לכוח:
Mb(T)=σT4(1)
זהו חוק סטיבן-בולצמן. ביניהם, σ=5.6697×10-8W/m2K4 נקרא קבוע סטיבן-בולצמן.
משוואה (1) משמשת עבור עצמים אמיתיים ויש להכפיל אותה בפליטות:
Mgb(T)=εσT4
ניתן לראות שעוצמת הפליטה הספונטנית Mgb(T) של כל עצם קשורה לטמפרטורת האובייקט ולכושר הפליטה של האובייקט. הפליטה ε של עצם קשורה ישירות לתכונות החומר שלו (הרכב, מתכת ולא מתכת, קריסטל ואמורפי וכו'), מצב פני השטח (משטח חלק ומחוספס, מידת החמצון, זיהום או ציפוי פני השטח וכו'). והטמפרטורה של האובייקט. כל עוד ניתן לבחור נכון את כושר הפליטה של האובייקט, ניתן לקבל במדויק את הטמפרטורה האמיתית של האובייקט הנמדד.
מדחום אינפרא אדום מורכב משלושה חלקים: מערכת אופטית, יחידת זיהוי ועיבוד אותות. תפקידה העיקרי של המערכת האופטית הוא לאסוף את עוצמת הקרינה של המטרה הנמדדת ולגרום לה להתכנס בגלאי האינפרא אדום. תפקידו של גלאי האינפרא אדום הוא להמיר את קרינת האינפרא אדום המתקבלת לפלט אות חשמלי.
