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赤外線カメラを最適に校正する方法は?

赤外線カメラを最適に校正する方法は?

赤外線カメラは、最初から適切に調整する必要があります。キャリブレーションされていないものを使用することは、鈍い歯を持つのこぎりを使用することに似ています。間違えないでください。 12インチの定規、または片足と同じように考えてください。アメリカのすべての採点者は、定規が何であるかを知っています。しかし、真実は言われます、誰もが1インチが大まかな見積もりであったことを知っているわけではありません。そしてそれは、熱検査で標準的な測定方法を使用していることを確認することが賢明である理由を正確に示しています。または、足で自分を撃つことになります。 現在、インチという言葉はラテン語のuncia(意味:12分の1)に由来し、イギリス人からアメリカ人に測定単位として受け継がれています。何世紀も前、1インチは一般的に人間の親指の幅として理解されていました。しかし、誰もが異なる親指のセットを持っているので、その測定は確かに混乱していますよね?結局、1959年に物事を正すために合意された基準の欠如の中で、6カ国(アメリカとイギリスを含む)はすべての誤った計算にうんざりしていました。そして、それはあなたが正確に1インチを得る方法です 25.44 ミリメートル.  もちろん、赤外線カメラを標準に設定するのは難しいです。起動するには、それを実行するために黒体が必要です。 DIYのサイドテーブルプロジェクトで木片を測定しているわけではありません。それよりもはるかに複雑です。したがって、十分な知識を身に付けることが、最も成功する赤外線カメラセッションの鍵となります。正しい方向に進むための詳細は次のとおりです。   赤外線カメラとキャリブレーション それに直面しよう。あなたの仕事はあなたの道具と同じくらい良いだけです。どんな業界にいても。ツールはこれまでになくシャープである必要があります。考えてみてください。鋭利なナイフの恩恵を受けていないシェフは、料理を終えるのに時間がかかるだけでなく、ちょっとした料理を思いつくはずです。アートを作成するための優れたブラシの恩恵を受けていない世界クラスのアーティストは、限られたものになるでしょう。 同じことが電子測定にも当てはまり、おそらくそれ以上に当てはまります。頑丈な手工具とは異なり、電子機器での読み取りが最適ではない場合、それを見つけるのは困難です。ここでの良い例はマルチメータです。マルチメータの読み取り値がターゲットから外れている場合、そのようなエラーが長期的には作業を損なうことに気付くでしょう。そして悲惨なことに。 そのため、時間の経過とともに、マルチメータを時々校正する必要があります。技術的に: 校正:既知の精度の校正標準に設定された値を反映するための測定機器の測定値の微調整です。 簡単に言えば、キャリブレーションとは、赤外線カメラ(IR)を標準に設定することです。それで、百万ドルの質問はあなたがあなたの熱画像カメラを較正するべきであるかということです。簡単な答えはイエスです。あなたがすべき。 しかし、あなたの馬を保持します。便利な赤外線スキャナーに指を置く前に、注意してください。注意しないと、始めたときよりもはるかに悪い場所になってしまう可能性があります。   校正済みまたは未校正? すぐに、赤外線カメラのキャリブレーションはあなたにとって驚きかもしれません。ただし、赤外線カメラが最適に機能するには、熱放射を正確に測定する必要があります。または、そうでない場合、結果のデータは正接していません。その過程で、あなたのその地域の調査は非常に疑わしいものです。 幸いなことに、今日の市場に出回っているほとんどの赤外線カメラはすでに校正されています。これは、ほとんどの電子測定デバイス(マルチメーターなど)と同様に、新しい赤外線カメラが工場標準に設定されていることを意味します。ただし、時間の経過とともに、電子部品の経年劣化によりキャリブレーションシフトが発生する場合があります。 大体において、そのような不十分に較正された赤外線装置を使用することはあなたの側で悲惨なことになるでしょう。あなたの結果が損なわれるだけでなく、あなたの評判も危機に瀕する可能性があります。 ただし、多くの赤外線カメラは本質的にメーカーによって温度校正されていないことに注意してください。通常、これらは、特定のシーンの高温領域と低温領域を相対的に決定するために使用される昔ながらの赤外線カムです。通常、これらは古いモノクロ画像の白黒熱画像カメラです。これらの赤外線カメラは、技術的な能力が明らかに不足しているにもかかわらず、目的を果たします。定性検査の代わりに定量検査に使用できます。 もちろん、できるだけ正確にしたい場合は、より徹底的なアプローチを使用することが最も重要です。そして、それは誠実な製造業者が設定したサーモグラフィカメラが注目を集めているところです。これらは絶対温度測定を実行できます。 したがって、赤外線カメラを開く前に、何よりもまず知っておいてください。 お使いの赤外線カメラはメーカーによって校正されていますか、それとも校正されていませんか? 熱検査が定性的な目的である場合は、赤外線カメラのキャリブレーションを時々チェックする必要があります。   自分で校正チェックを行う方法は? 一般に、新品の赤外線カメラは、少なくとも1年間は工場で校正されています。したがって、赤外線デバイスはその期間内に正確であると言っても過言ではありません。しかし、時々、そして特にその期間の後、あなたのデバイスを再調整することはあなたにうまく入札するはずです。 ただし、問題があります。考慮すべき問題が1つあります。キャリブレーションは、メーカー自身が行うのが最適です。どうして?最先端のテクノロジーを必要とする複雑なプロセスだからです。 キャリブレーションプロセスを可能な限り効果的かつ効率的にするには、マルチポイントキャリブレーションを実行する必要があります。これは、問題の赤外線カメラの全温度範囲にわたる温度サンプルを取得することを意味します。最も低い範囲(最も寒い)から最も高い範囲(最も暑い)までについて話します。 そのためには、このプロセスで、さまざまな温度で放出される一連の黒体が必要になります。これらの黒体の温度はわかっているので、後で赤外線カメラの読み取り値でそれらをチェックすることは、直接比較する必要があります。すでに、そのプロセスはそれ自体に負担をかけています。これらすべてに負担をかけるには、異なる黒体からの複数の温度サンプルを連続して提示する必要があります。さらに、熱放散によって生じる温度ドリフトを考慮する必要があります。 メーカーは、特定の温度に設定された一連の既知の黒体に特定のカメラを提示できるようにするロボットアームの使用を採用しています。ハイテク校正ラボがその特定の目的のために構築されているのも不思議ではありません。これはすべて、自宅で赤外線カメラを校正するのは良い考えではないことを示しています。可能な限り最高の結果を得ることに熱心であると仮定します。 良いニュースは、実際に自分の赤外線カメラでキャリブレーションテストを実行できることです。さらに良いことに、赤外線デバイスがキャリブレーションから外れている場合、それは非常に頻繁に外れています。ただし、キャリブレーションテストは方程式の探索側にすぎないことに注意してください。損傷を元に戻し、赤外線デバイスを再調整するためのものではありません。 キャリブレーションテストを実行するには、既知の温度のターゲットを展開する必要があります。これがトリッキーなことです。したがって、アイデアは、赤外線イメージングカメラの読み取り値が手元の既知の温度に対応するかどうかを確認することです。ある程度は校正ラボのようなものです。 通常、最も一般的な2つの参照ポイントは、氷の融解と沸騰したお湯です。正確な赤外線カメラの熱特性に到達することはあなたにとって重要ですが、読み取り時に基準点が既知の温度をできるだけ反映していることを確認する必要があります。 つまり、沸騰したお湯は約100°C(212°F)にとどまる必要があります。言い換えれば、水が本当に熱くなっていることを確認する必要があり、表面にいくつかの泡を示すだけではありません。それに加えて、カメラのレンズの結露が読み取りに影響を与えていないことを強調する必要があります。 さらに、溶ける氷は約0°C(32°F)の温度を反映する必要があります。そのためには、冷蔵庫から直接取り出した溶けた角氷を使用できます。そのために、いくらかの水が行動を起こすはずです。 その前に、赤外線カメラの放射率を0.96に設定していることを確認してください。これにより、シーンの最も正確な反射が保証されます。ただし、熱測定値が少しずれていることに気付いた場合は、心配しないでください。赤外線カメラによっては、方程式に対するカメラの精度を考慮に入れることができるはずです。 マニュアルを確認してください。 +/- 2°Cのカメラは、98°C-102°C(208.4°F-215.6°F)として出てくる沸騰したお湯の読み取りが依然として許容できる結果であることを意味します。次に、シーンのパラメータがすべて設定されていることを確認する必要があります。そうでない場合は、キャリブレーションテストに妥協することになります。同じことがあなたの溶ける氷にも当てはまります。赤外線カメラの精度を考えると、2°Cの読み取り値でも許容されます。 サーマルデバイスが正しく機能していないことがわかったら、製造元に連絡するのが最善の方法です。そして、これは適切なメーカーが重要なところです。確かに、カスタマーサービスは宝の山です。赤外線カメラに必要なキャリブレーションを提供します。

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赤外線カメラ:黒体とは何ですか?

赤外線カメラ:黒体とは何ですか?

黒体は、サーモグラフィで非常に役立つ物理学の概念の1つです。実際、それは赤外線画像の基礎です。物体の黒体放射を監視することで、赤外線イメージングが想像をはるかに超える高さにまで拡大しました。 たとえば、黒体放射を基準として保持することにより、天文学者は星の誕生と宇宙でのブラックホールの形成を決定できます。確かに、それは日常の概念ではありません。しかし、時間をかけて黒体の核心に頭を巻き付けると、赤外線カメラの検出の過程で限界を押し上げるのに役立ちます。 熱画像に関してより広く使用されている用語は放射率です。簡単に言えば、放射率は、赤外線を放射するオブジェクトの能力の尺度にすぎません。荒れ狂う火山の最も熱い内部から北極圏の最も冷たい氷の塊まで、地球上のすべての物体の放射率は0から1の範囲であり、1が完全な放射率です。多くの人が知らないのは、放射率が黒体放射の関数であるということです。   黒体、マックスプランク、アルバートアインシュタイン 簡単に言えば、オブジェクトは、入射する放射エネルギー(つまり、光)のすべてのインスタンスを吸収し、そのエネルギーを反射せずにオブジェクトに当たる場合、黒体と見なされます。この用語は、入射光が小さな方法で反射されるのではなく、完全に吸収されるときに発生します。したがって、そのような表面は黒く見えます。ただし、技術的には、完全な黒体は本質的に理論上のものです。 黒体の概念は、電磁エネルギーの放射の研究に役立ちました。これの何よりも プランクの量子論 これは、吸収された後、さまざまな波長(つまり、電磁スペクトル)にわたるエネルギーがどのように再放出されるかを説明しています。   図。 1:電磁スペクトル したがって、デモンストレーションとして、実用的な黒体は、内部が黒くなったボックスの小さな穴です。その穴に入る光は決して逃げないので、それは光が完全な黒体によってどのように吸収されるかを示しています。黒くなった内部は光を閉じ込めるのに役立ちます。実際には、ランプブラックまたは煤で覆われた固体表面は、すべての光の約97%を吸収し、ほぼ完全な黒体になります。 スペクトルの反対側では、磨かれた金属はそれに当たる光の約94%を反射します。それは光の6%を吸収するので、そのような金属は貧弱な黒体です。繰り返しになりますが、完全な黒体は主に架空のものであることに注意する必要があります。そのため、光エネルギーを完全に吸収するだけでなく、そのようなエネルギーを完全に放出することもできます。地球上のほとんどの物体は灰色の物体と見なされ、それらに降り注ぐ放射エネルギーのすべてを吸収することはできません。 黒体と黒体放射のアイデアは何世紀にもわたって存在していましたが、科学者たちはその性質について困惑していました。具体的には Gustav Kirchoff (1824-1887)1860年に黒体という言葉を概念化して造語しました。しかし、1つは、ドイツの物理学者自身が、黒体から放出される電磁放射の強度が黒体の温度と放射の周波数にどのように依存するかについて混乱していました。 多くの科学者は、黒体と黒体放射の間に明確な関係を確立しようとしましたが、失敗しました。多くの実験が検討されましたが、達成された実験値を説明できる単一の理論はありませんでした。ワインの理論 Wilhelm Wein (1864-1928)、別のドイツの物理学者は、高周波での放射線の振る舞いを正しく予測しましたが、より低い周波数での振る舞いを説明することができませんでした。 少なくともまでは Max Planck (1858-1947)、ベルリンの物理学教授は、争いに指を浸した。彼の前任者を研究して、おそらく歴史上最初の真の青い理論物理学者であるドイツの理論物理学者は、1899年の世紀の変わり目に量子エネルギーを世界に導入しました。エネルギーの不可分な量子単位の概念は彼に物理学の高貴な賞を獲得しました1918年に。そしていくつか。 エネルギーの量子論は黒体放射の性質を説明しただけでなく、物理学にも革命をもたらしました。そんなに、量子物理学はアルバートの基礎になりました 1905年のアインシュタインの特殊相対性理論 それが今度は科学の基礎を根底から揺さぶった。 アインシュタインとプランクは良い友達でした。多くの場合、アルバートはマックスの家を訪れて音楽を演奏していました。両方ともピアノを弾いた。ここで言及されているすべてのドイツの科学者は、彼らの前の科学者に基づいて貢献を築いてきました。すべてに少なくとも1つが授与されました 科学のためのノーベル賞.    黒体放射率と放射率 黒体放射は、特定の温度で物体から放出される熱放射です。この放射は塊から放出されるため、調査対象の温度を検出できます。もちろん、放射は、画像を生成し、熱特性を指定するためのサーモグラフィの基礎になります。 ただし、サーモグラフィが正確であると見なされるには、考慮しなければならない要素があります。起動するには、放射率を考慮する必要があります。定義されているように、放射率は、放射によって熱を放出する材料の表面の相対的な能力です。この点で、完全な黒体は完全な放射率を持っています。吸収された熱を放射の形で放出するその能力は完全です。したがって、すべてのオブジェクトを黒体の放射率と比較して、熱放射の放出にどれほど効果的かを知る必要があります。方程式の形で:   放射率(౯)=物体の放射エネルギー/黒体の放射エネルギー その特定のオブジェクトの正確な放射率に到達するには、黒体とオブジェクトの両方が同じ温度である必要があることに注意する必要があります。また、黒体の放射エネルギーは合計であるため、オブジェクトの放射エネルギーは黒体の放射エネルギーよりもはるかに小さいはずです。したがって、オブジェクトの放射率は0から1の範囲になります。  黒体の放射率は1です。一方、エネルギーの完全な反射体の放射率は0です。地球上のほとんどのオブジェクトは「灰色の物体」です。つまり、彼らは黒体放射全体のほんの一部しか放出できません。 図2.完全な黒体の放射率。 そのため、水はほぼ完全な放射率または1に近い放射率を持っています。同じことがほとんどの植生にも当てはまります。ただし、金属と鉱物の放射率は1未満です。考えてみると、以下は最も一般的な日常の放射率の一部です。 材料 放射率 氷 0.97 水 0.95 土壌(飽和) 0.95 土壌(乾燥) 0.92 コンクリート 0.92 ガラス 0.92 砂 0.9 雪 0.8 アルミニウム(アルマイト) 0.77 アルミ(磨き) 0.05   アルミニウムに2つの放射率がある理由に驚かれるかもしれません。材料の放射率は、その表面の性質にも依存することに注意してください。研磨されたアルミニウム金属は、酸化されているが粗い金属表面よりも放射率が低くなります。 したがって、放射率を考慮することが重要です。放射率が異なるため、2つのオブジェクトの温度が同じでも、サーマルカメラの出力の温度測定値が異なる可能性は間違いありません。 オブジェクトの放射率が低いほど、オブジェクトの温度の熱測定値の精度が低くなります。したがって、放射率が低いということは、オブジェクトがその真の温度を伝える能力が低いことを意味します。あなたはその温度を見つけるより良い仕事をするために言われたオブジェクトの放射率を調整する方法を見つけなければならないでしょう 幸いなことに、ほとんどの保守検査作業は、本質的に比較および定性的です。これは、問題のオブジェクトの正確な温度測定値を知る必要がないことを意味します。経験則として、放射率が0.6以下のオブジェクトでは、信頼性の高い結果が得られないことに注意してください。通常、光沢のある金属はそのような貧弱な範囲を示します。   星へ、黒体を通して 実際、黒体放射は惑星の半球内だけでなく、天体や天文学の研究においても左、右、中央に不可欠でした。惑星や星は完全な黒体ではないことに注意してください。さらに、それらは周囲と熱平衡状態にありません。しかし、黒体放射は、天体が放出するエネルギーの測定に役立ちます。 ブラックホールは、黒体に最も近い天文現象です。ブラックホールを銀河の超磁石と考えてください。重力が非常に強いので、何も逃げられない場所です。宇宙の謎のリストがあった場合、ブラックホールのインとアウトはリストの一番上に表示される必要があります。 そしてそうです、アインシュタインの一般相対性理論はブラックホールの振る舞いを予測することに成功しています。それは、黒体がいかに重要であるかを示しています。

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最高のセキュリティ:CCTVサーマルカメラのメリット

最高のセキュリティ:CCTVサーマルカメラのメリット

従来のCCTVカメラを使用する場合、シーンを解釈できることは負担になる可能性があります。間違っている可能性のある結論にジャンプする必要があります。確かに、誤った警報は昔ながらのCCTVセキュリティカメラを悩ませています。そして、これはサーマルカメラがそのようなエラーを減らすことができるところです。報告された財産犯罪のうち、世界の他のどの国よりも。それにもかかわらず、悲しい現実はアメリカの犯罪が過少報告されていることです。統計が示すように: CCTVサーマルカメラは最高のセキュリティです。従来の可視光カメラの能力をはるかに超える機能を示すことにより、赤外線イメージングカメラ(IRカメラ)は、早期発見と防犯の限界をさらに高めます。手始めに、サーマルカメラは人々が彼らの目が見ることができるものを超えて見ることを可能にします。これは、真夜中でも侵入を検出できることを意味します。さらに、最も濃い霧や雪でさえ、誰かが危険なほど接近していることを知ることを思いとどまらせることはできません。犯罪の意図との混乱の背後に潜んでいます。 ご存知かもしれませんが、財産や暴力の犯罪に関しては、予防が鍵となります。そして、これはCCTVカメラが便利なところです。自宅やオフィスが悪意のある行動の標的になる場合、侵入の早期発見が最も重要です。それはあなたの財産を盗難から救うだけでなく、そしてあなたにとってもっと重要なことに、それは貴重な命を救うことができます。犯罪が発生すると、ほとんど治癒しない傷跡が残ることに注意してください。さらに悪いことに、多くの非難されるべき侵入や暴力行為は、彼らにふさわしい正義を得ることができないかもしれません。 あなた自身とあなたの周りの人々を安全に保つことを真剣に考えているなら、CCTVサーマルカメラに頼ることは賢明です。最初から、それはあなたが愛する人々にプレミアムを置いていることを示しています—そして彼らにふさわしい保護を与えるために必要なことをしています。危害から離れて。 厳しい写真とショートハンドカメラ それに直面しよう。犯罪の発生に関しては、通常の控えは後悔です。ただし、受動的な犠牲者になるのではなく、より積極的なアプローチを取ることが、より良い道であるはずです。それは本当です。後悔するよりは安全である方がいいです。そして、それは物事があなたの顔に爆発する前に犯罪を防ぐために積極的な行動を取ることを意味するはずです。 正直なところ、犯罪は、職場でも家庭でも、私たちが対処しなければならない厳しい現実です。年々、政府の統計は次のことを示しています。 さらに、これらの強盗のほとんどの背後には見知らぬ人はいない。典型的な泥棒はちょうど内に住んでいます 犠牲者の2マイル 知人でさえあるかもしれません。強盗は90秒から12分の時間枠内で発生します。多くの場合、小さくて持ち運びに便利なアイテム(現金、宝飾品、スマートフォン、iPod、銃)がターゲットになります。 そして、はい、注意の言葉。通常、これらの悪意のある個人は暴力を振るう傾向はありませんが、強盗は直面したり驚いたりすると攻撃します。そして、それは確かに敷地内にいる誰にとっても危険な状況になる可能性があります。 注目すべきことに、犯罪はアメリカの人口に大きな打撃を与えました。 2018年だけでも、次のことがありました。 暴行による200万人のER訪問 19,141人が死亡 殺人による. これらの犯罪の多くは全国のランダムな場所で発生しましたが、多くは家やオフィスの敷地内で発生しました。さらに悪いことに、これらの統計は完全な話ではありません。いいえ。現実ははるかに不吉です。 記録のために、アメリカは持っています より多くの刑務所にいる人々 世界の他のどの国よりも。それにもかかわらず、悲しい現実はアメリカの犯罪が過少報告されていることです。統計が示すように: 暴力犯罪の半分だけが毎年警察に報告されています。 毎年、財産犯罪の3分の1だけが警察に報告されています。 報告された暴力犯罪のうち、「クリア」されたのはわずか46%です。 報告された財産犯罪のうち、 「クリア」されるのは19%のみ. クリアされるということは、犯罪に関して前向きな行動が取られたことを意味します。容疑者が逮捕されたり、訴訟が提起されたりしたのは、アファーマティブアクションのほんの一例です。 全体として、これは私たちのセキュリティニーズの明らかな兆候です。確かに、家を建てたりビジネスを成長させたりすることは重要であるだけでなく、場所を確保することも不可欠です。 問題は、昔ながらのセキュリティ手法がこの点で不十分である可能性があることです。一つには、ありふれた可視光CCTVカメラに頼ってもそれをカットできないかもしれません。通常の写真に使用されるこれらのカメラは強力ですが、セキュリティ検出に関しては厳しく制限されています。そして、これらの制限はその本質に根付いています。 起動するには、スマートフォンのカメラと同じように、通常のCCTVカメラは可視光なしでは機能しません。彼らは真っ暗闇の中で事実上盲目です。 結果はあなたにとって悲惨かもしれません。これは、たとえば真夜中など、光源がない場合は暗い画像しか表示されないことを意味します。残念ながら、システムのこのような抜け穴は、泥棒や犯罪者によって悪用されることになります。それが起こるとき、あなたの貴重な住居はすぐに座っているアヒルになることができます。そして当然、あなたとあなたが愛する人々が標的になる可能性があります。ほんの数秒で。 救助へのCCTVサーマルカメラ CCTVサーマルカメラは、監視とセキュリティの目的で使用されるサーマルカメラです。そのため、離れた場所から熱の兆候を検出する機能により、従来の可視光カメラと比較して、侵入を防ぎ、潜在的な犯罪を阻止するためのより理想的な安全対策になります。なぜIRカメラが今日の市場で最も信頼性の高い24時間視覚監視製品オプションとしての地位を確立しているのか不思議ではありません。 実際、CCTVサーマルカメラの優れた機能は、全国の主要な境界を保護する上で中心的な役割を果たしてきました。このリストのトップは、セキュリティが最優先事項である国境、港、空港、および無数のインフラストラクチャです。そして、手頃な価格の製品がますます増えているので、あなたの貴重な住居を確保するためにIRカメラを手に入れることはあなたにうまく入札するはずです。 CCTVサーマルカメラの最大の利点は、早期発見にあります。動作するのは光の存在に依存しないため、IRカメラは危険に近づいていることをより効果的に警告し、身を守るための十分な時間を与えます。セキュリティ目的で赤外線技術を使用することの多くの利点には、次のものがあります。 低光からゼロ光のシナリオ 暗闇は、犯罪者に有利に働くため、常に悪意のある行動に関連付けられてきました。しかし、もはやありません。 CCTVサーマルカメラを適切な場所に配置することで、セキュリティシステムは、真夜中であっても「侵入および侵入」した人物を検出できます。 それは本当です。赤外線カメラに関しては、誰かがあなたの敷地に忍び込んでいることを把握するために光は必要ありません。サーマルカメラは、FOV(視野)で各オブジェクトの熱特性を検出することにより、日常のカメラでは検出できないものを検出できます。人間は温血動物であるため、周囲とは異なる明確な熱の兆候を記録することに注意してください。 それがあなたを混乱させたならば、あなたの目とそれが見るものについて考えてください。可視光カメラと同じように、あなたの目は見る光の存在に依存しています。ただし、CCTVサーマルカメラは、光の有無にかかわらず、熱の兆候を検出できます。そしてそれは、夜の最も暗い場所にいる人間の招かれざる存在を簡単に検出できることを意味します。 したがって、最も暗い場所で目立たないようにCCTV赤外線カムを表示できます。それを機能させるために照明は必要ありません。そのため、親指の痛みのように目立つ可視光カメラとは異なり、取り付けたときにそれらを見つけるのが難しくなります。実際、この機能は、サーマルカメラが従来のカメラと比較してどれほど優れているかを示しています。 視覚的な制限に耐性がある 熱画像のもう1つの重要な利点は、最も容赦のない状況でも人間の動きを検出できることです。注目すべきは、赤外線が消防の標準装備になり、大量の煙とすべての熱にもかかわらず、消防職員が現場に閉じ込められた犠牲者に焦点を合わせることができるようになったことです。 したがって、天候が最悪の場合でも、CCTVサーマルカメラは侵入者の存在を表示できます。通常、霧、煙、大雪などの視覚的な障害物は、日常のカメラの妨げになります。しかし、赤外線カムはそれを助けることはできません。人間の熱の特徴は、そのような困難な状況でも際立っています。悪天候で運転するときにサーマルカメラが優れたガイドでもある理由は十分にあります。 そのため、天候や空気の状態に関係なく、サーマルカムを使用すると、日中と同じくらい鮮明な一貫した高品質の画像を得ることができます。 侵入を検出するのを困難にする可能性のあるもう1つの不明瞭な要素は葉です。侵入者が植物や樹木に隠れている場合、侵入者の場所に焦点を合わせると、上り坂になる可能性があります。繰り返しますが、これはCCTVサーマルカムが際立っているところです。視覚的なカモフラージュやオブジェクトが互いにうまく混ざり合う状況では、その領域をスキャンする赤外線画像で人間の存在を隠すことはできません。そのような印象的な偉業は、IRカメラをスポーツを楽しむ動物ハンターにとってなくてはならないものにしました。 誤警報が少ない 従来のCCTVカメラを使用する場合、シーンを解釈できることは負担になる可能性があります。間違っている可能性のある結論にジャンプする必要があります。確かに、誤った警報は昔ながらのCCTVセキュリティカメラを悩ませています。そして、これはサーマルカメラがそのようなエラーを減らすことができるところです。 CCTVサーマルカメラは、たとえあったとしても、誤警報がはるかに少ないです。鹿のように四つん這いで歩く動物とは対照的に、敷地内の招かれざる人間を簡単に識別できるため、画面上で何が起こっているのかを判断するのははるかに簡単です。 もちろん、誰かが彼らの存在と動きを隠すために協調して努力している可能性があることを考慮に入れる必要があります。彼は何時間も動かずに地面に横たわったり、犬のように四つんばいで歩いたりすることができました。 これは、CCTVサーマルカメラと分析が連携して、より完全な結果をもたらすことができる場所です。サーマルカメラが不法侵入アラームをトリガーすると、分析は侵入の可能性を追跡できます。 当初から、シーンの解釈は、従来のカメラに対するサーマルカメラの主な利点です。侵入の性質に関するすべての疑問を消去する赤外線の機能により、赤外線カメラは可視光カメラの能力を上回ります。 より高いROI まず、赤外線カメラは、可視光カメラとは異なり、メンテナンスの注意をほとんど必要としません。確かに、それはあなたの側で多くの節約につながります。第二に、CCTVの目的で使用される赤外線カメラは、長年にわたってステッカーの価格を下げてきました。そのため、以前は価格が非常に高額でしたが、今日ではIRカムの価格が急落し、苦労して稼いだ現金の大部分を使わずにまともなCCTVを利用できるようになりました。 一般に、CCTVサーマルカメラシステムを所有するための総コストは、旧式のCCTVセキュリティカメラシステムよりもはるかに低くなります。さらに、従来の可視カメラと比較して、特定の施設を保護するためにフィールドに必要なサーマルカメラははるかに少なくて済みます。 それが持つすべての機能を組み合わせれば、セキュリティのために赤外線カメラを設置する価値は十分にあります。それは本当にあなたの人々の安全を優先することです。

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サーマルカメラはどのように機能しますか?

サーマルカメラはどのように機能しますか?

確かに、赤外線カメラ(別名赤外線カメラ)は、人間の目が見ることができるものをはるかに超えて見えます。そうすることによって、それは私たちに与えることができます星の誕生の紛れもない兆候 数十万マイル離れています。可視光(スマートフォンのカメラなど)だけに頼っていたら、悲惨なことに足りませんでした。そして、手探り。 実際、ハッブル宇宙望遠鏡は、それ自体が強力であるため、そのような画期的な瞬間を検出することはできません。 NASAの低軌道宇宙望遠鏡は、遠く離れた美しい星雲の壮大な画像を提供できる可能性があります。それでも、その星雲の中で生まれようとしている駆け出しの星の台頭についてのヒントは得られません。いいえ。銀河間塵で覆われた画像は、記念碑的な出来事を覆い隠すでしょう。しかし、赤外線カメラがそれを助けることができない場合はそうではありません。 家の近くで、赤外線カメラは、私たちの動きを徹底的に測定し続けてきた恐ろしいウイルスであるCOVID-19との戦いで世界的に波を立てています。間違いなく、これらのカメラは中心的な舞台に立っています。病原体の存在を直接検出しない場合があります。しかし、実は、赤外線カメラよりも安全な距離から、ウイルス感染の最大の症状である発熱を検出できるデバイスはありません。最近、なぜそれがモールや他の公共の場所の入り口に常設されているのか不思議ではありません。 したがって、赤外線カメラがどのように機能するかを詳しく調べることが最も重要です。より多くの知識を習得することで、地球上の私たちの生活を混乱させたのと同じくらい、赤外線カメラを最大限に活用することができます。そして、物事を機能させたいときに、生産性と効率を大幅に向上させます。 原則第一 すぐに、赤外線カメラが星の誕生を検出する方法に戸惑うかもしれません。しかし、それは氷山の一角にすぎません。赤外線天文学は、可視光を超えているため、私たちの既知の宇宙についてより多くのことを発見できます。または、人間の目で見ることができるもの。 ですから、まず最初に、赤外線は見えないことを知ってください。私たちが日常的に目にする通常のものとは異なり、人間の視覚を使って赤外線を見ることができません。 偶然ではありませんSir William Herschel、1800年に赤外線(IR)を発見したイギリスの天文学者は、赤外線がそこにあることすら知りませんでした。少なくとも彼がその効果を見るまでは。アイザックニュートン卿がよく知っているプリズム実験を使用して、ウィリアムは温度計を使用して、太陽の光によって生成される各色の温度を測定しました。彼は色が赤に変わるにつれて熱が増加することに気づきました。最後に、彼は赤よりも熱い「見えない光」にぶつかりました。そして、それが赤外線、つまり熱エネルギーが発見された方法です。 赤外線エネルギーと可視光は、電磁放射のさまざまな周波数である電磁スペクトル(ES)の一部であることに注意してください。グラフィック形式: 図A.赤外線、可視光、および電磁スペクトル したがって、通常のカメラと赤外線カメラを比較するのは無駄であることを理解する必要があります。スマートフォンに搭載されている通常のカメラは、可視光エネルギーを使用して周囲の写真を撮影します。同じことが人間の目にも当てはまり、可視光のエネルギーを最大限に活用して見ることができます。 サーマルカメラは熱の存在を検出します(可視光ではありません)。そして、その入力から、デジタルまたはアナログ出力を介して視覚的表現を形成します。したがって、それは熱エネルギーのみを見て、私たちの目が慣れている画像は見ません。 地球上のすべてのものが冷たい氷のブロックでさえ熱エネルギーを放出することに注意してください。オブジェクトが熱くなるほど、より多くの熱エネルギーが放出されます。その場合、サーマルカメラがオブジェクトの特定の熱プロファイルを検出する必要があります。これはヒートシグネチャとも呼ばれます。並べて配置されたオブジェクトは、異なる熱特性を持つことができます。ただし、火などの極端な熱は、それに近づくオブジェクトの熱特性に影響を与える可能性があります。 実際、オブジェクトが放出する熱エネルギーの量を描写するのは赤外線カメラの仕事です。通常のカメラでは、周囲の物体を見事な色で視覚的に表現できますが、その物体の熱エネルギーを表現することはできません。一方、赤外線カメラは周囲の物体のさまざまな熱エネルギーを表示できますが、周囲の鮮明な画像を表示することはできません。 赤外線天文学は、宇宙からのエネルギー放出を追跡できるため、強力な望遠鏡よりも優れた方法で新しい星の誕生を検出できます。新しい星が生まれるとき、彼らは彼らの存在を裏切る特定の紛れもない赤外線を発します。通常の天体望遠鏡では、銀河系の塵や星雲の雲をすべて見ることはできませんが、強力な赤外線望遠鏡は、この銀河間エネルギーの突然のバーストを検出します。 サーマルカメラの内部:仕組み 赤外線放射が何であるかを知ることとそれを捕らえることは別のことです。今日私たちが知っている赤外線カメラは、完成するまでに数十年かかった長く曲がりくねったプロセスの産物であることを理解する必要があります。一つには、今日の私たちの赤外線カメラは強力でありながらユーザーフレンドリーです。そのため、数十年前に消防で使用されたものとは異なり、重量が重いだけでなく、価格も有害でした。 まず最初に。クレジットが必要なところにクレジットを与えましょう。世界に赤外線を認識させたのはウィリアム・ハーシェル卿でしたが、ハンガリーの物理学者であり、発明者 Kálmán Tihanyi 1929年に最初の赤外線カメラを発明した人。この点で、私たちはティハニーを「私たちに見えないものを見させた男」と呼ぶことができます。 赤外線カメラは周囲の熱エネルギーを取り込むように設計されているため、その主要コンポーネントは赤外線を処理するように設計されています。これは特に入力ユニットに当てはまります。レンズとセンサー、赤外線が通過しなければならない経路について話しています。 図2.サーマルカメラの内部 レンズ すぐに、まぶたと同じように赤外線カメラのレンズを考えてみてください。まぶたが開かないと周囲が見えません。一つではありません。その一部として、赤外線カメラには、IRとそのさまざまな周波数を通過させるレンズが必要です。そうして初めて、信号をセンサーで処理できます。 そして、これはIRカメラと標準カメラ(お使いの携帯電話にあるもの)が経路を分岐させる場所です。通常のカメラとは異なり、IRカメラのレンズはガラス製であってはなりません。ガラスは、サーモグラフィに最も役立つ周波数である長波赤外線(LWIR)をブロックすることに注意してください。 したがって、レンズは通常、ゲルマニウム、セレン化亜鉛、フッ化カルシウム、またはサファイアでできています。そうすることにより、レンズは7〜14μmの熱放射の電磁スペクトル範囲に対応できます。これらの材料のほとんどは屈折率が高いため、たわみを補正するために反射防止コーティングをレンズに適用することが最も重要です。 センサー サーマルカメラの心臓部はセンサーです。これは、赤外線放射が熱検出器を通過する場所です。このような検出器は、入射する赤外光の吸収の結果として発生する熱の増加に直接応答します。 ただし、時間の経過とともに、これを実行するための2つの最も顕著な方法があります。今日使用されている最近の一般的な技術はマイクロボロメータを使用する方法ですが、他の方法は焦電材料を使用する方法です。詳細は以下をご覧ください。 マイクロボロメータ 原則として、マイクロボロメータは放射線に敏感なデバイスです。最初のボロメータはによって発明されました Samuel Pierpont Langley (1834-1906)、アメリカの物理学者/天文学者の発明者。 マイクロボロメータの吸収要素に直接当たる放射は、対応する温度上昇を引き起こします。吸収されるエネルギーが大きいほど、温度は高くなります。このような温度変化は、測温抵抗体を使用して直接測定できます。そして、電子信号として読み取って電子画像を生成します。本質的に、マイクロボロメータは金属の薄層で構成されており、熱リンクを介して(一定温度の)熱源に直接接続されます。 センサーアレイには、グリッドに配置された何千もの検出器ピクセルがあります。アレイ内の各ピクセルは、それに直接当たる赤外線に反応して抵抗を生成し、それを電子信号に変換できることを知っておいてください。各ピクセルからの信号は、オブジェクトのキャプチャされた温度のカラーマップの基礎を形成する数式を適用することによって処理されます。その後の色の画像は、表示のためにカメラの処理ユニットに送信されます。 精度を高めるために、各ピクセルに1つのマイクロボロメーターがあることを知ってください。このため、赤外線カメラの解像度は、スマートTVや通常のカメラに比べてかなり低くなります。事実は通常、640x480はすでにサーマルカメラの高解像度と見なされています。 マイクロボロメータベースのサーマルカメラは、マイクロボロメータセンサーを操作するために個別の冷却メカニズムを用意する必要がないため、非冷却サーマルカメラとも呼ばれます。直接の利点は、これらのIRカメラが従来の冷却モデルと比較してはるかに軽いことです。 焦電材料 これらは 赤外線カメラを使用する冷却センサー検出器。輝かしい例はタンタル酸リチウムです。この材料は、温度の変化に直接応答して微小な電圧を生成します。この意味で、赤外線光子を直接検出します。光伝導性を使用する非冷却マイクロボロメータベースのサーマルカメラとは対照的に、これは光起電性です 長距離赤外線検出やより洗練された温度差の結果など、多くの利点がありますが、冷却されたサーマルカメラは徐々に冷却されていないデバイスに負けています。これは主に、価格が高く、かさばる性質があるためです。その画像センサーはクライオクーラーと統合する必要があるため、これらの赤外線検出器は今日の基準では重いです。さらに悪いことに、クライオクーラーの可動部品は時間の経過とともに簡単に摩耗します。 画像プロセッサ 赤外線を取得したら、データを処理して、IRカメラの画面に表示される出力を作成する必要があります。データ処理には、前処理、特徴抽出、分類が含まれます。フィルタリングは、ノイズや不要なデータを排除するために使用されることに注意してください。ここでは、アルゴリズムまたは数式を使用して、表示可能な画像を作成します。 画面 これは、カメラプロセッサからのデータが電子信号に変換される場所です。上記のデータは各ピクセル(非冷却)から取得されることに注意してください。数学的アルゴリズムを適用することにより、カラーマップを作成することができます。これは、調査対象のオブジェクトの見かけの熱特性を表しています。以前は、熱画像ディスプレイでは、色なしまたは白黒の表現が一般的でした。 トップユニークなサーマルカメラアプリケーション 宇宙をスキャンする 宇宙の広がりに関しては、可視光が不足する可能性があります。実際、宇宙には、温度が非常に低く、明らかにかすんでいるため、可視光で見つけることが不可能な数百万の物体があります。それでも、IRカメラはこれらを検出するのに問題はありません。天体(それらと同じ大きさ)は赤外線を放射するので、それらの位置を特定して監視するのははるかに簡単です。 古典的な例は土星のオーロラです。 NASAは、惑星の光の動きを監視し、その結果、それを地球(オーロラ)の光と比較することができました。 さらに良いことに、可視光よりも長い波長で武装している赤外線は、宇宙空間の星雲や巨大なほこりっぽい領域を通過することができ、より良い結果、より少ない散乱、そしてより高い完全性をもたらします。したがって、私たちはより深く調べることができます 私たちの既知の宇宙の起源  星や他の銀河の誕生を発見してください。  自動車修理 あなたと整備士があなたの車の問題を見つけるのがどれほど簡単になるか想像してみてください。それがヒューズボックスなのか、車の電気システムなのかを二度と推測する必要はありません。便利な赤外線カメラを使用することで、問題の原因を特定できます。過熱は自動車トラブルの明らかな兆候であることに注意してください。 そして、家の検査官があなたの生活空間のエネルギーの抜け穴を検出するためにそれを使用するときと同じように、サーマルカメラは車の問題に対処するために使用することができます。その過程で貴重な時間とエネルギーを節約します。 動物の健康 私たちは、赤外線カメラがどのように役立つかを目撃しました  前進を阻止する COVID-19脅威の。さらに、この技術は、パンデミック後の時代に施設を再開する上で極めて重要であることが証明されるはずです。によって代表される最先端の製品の提供 PerfectPrime’s IR280H、これまでにない0.3°C(0.6°F)レベルの精度を備えた世界初のハンドヘルドサーマルカメラは、ウイルスの手に負えない、より安全な世界を作成するのに役立つはずです。熱の検出が速くなるだけでなく、財布に大きな穴を開けることなく、最高の製品を手に入れることができます。 しかし、サーモグラフィーはペットにもメリットがあります。犬、猫、馬など、私たちのお気に入りの動物は痛みを言葉で表現できないため、健康上の問題に苦しんでいるかどうかを判断することができます。彼らが苦しんでいることを知っていても、問題の核心を突き止めることは、まったく別の課題です。 そして、ここでもまた、赤外線カメラが助けになります。熱の存在は常に動物の健康問題の良い兆候でした。これは、発熱、感染症、および炎症の可能性に関して特に当てはまります。人間の発熱検出はそれを明らかにします。なぜ赤外線カメラがアメリカ中の多くの施設の入り口で標準機能になっているのか不思議ではありません。 赤外線技術を導入することで、ペットのホットスポットの可能性のある領域を検出できます。ペットがあなたと一緒に家庭に住んでいるのか、農場に住んでいるのかは関係ありません。あなたとあなたの獣医はすぐに問題のある領域に焦点を合わせることができます。 確かに、あなたはあなたの貴重な財政は言うまでもなく、エネルギーと時間を節約します。何よりも、あなたは命を救います。そして、それはあなたの手の中にある赤外線カメラの美しさです。

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トーマス・ゼーベックと熱電効果

トーマス・ゼーベックと熱電効果

熱については、100万年前に私たちの祖先であるホモ・エレクトスが生き残るための道具として火を利用したことを示す証拠があります。今日、私たちは冬の夜を暖めたいときに熱を指します。起動するには、熱電対が人類に不可欠です。地球上で最も広く使用されている温度センサーとして、それを操作するために私たちが毎日使用するツールと同じくらい不可欠です。考えてみてください。サーモスタット、オーブン、スチームケトルについて話しています。そして、それは初心者向けです。 確かに、熱電対は消費者や一般のアメリカ人の目に留まらないかもしれません。しかし、地球上で最も高温の物質の温度を取得することについて話す場合は、火山の内部の温度を言います (1,250°Cまたは2,200°F)、熱電対を最大限に活用しないと、非常に厳しい状況に陥ることになります。 簡単に言うと、他の温度センサーは故障します。 1つは、お母さんが熱を出す水銀温度計は、熱い溶岩に直面すると必ず消滅します。内部の水銀はガスに変わります。科学がそれを持っているように、水銀は火山の荒れ狂う温度の途中でさえも、わずか674°F(356°C)で沸騰します。同じことが氷点下の温度にも当てはまります。あなたの水銀温度計は固く凍り、不足します。 したがって、熱電対のメリットを検討することは、私たちに良い入札をするはずです。何がそれを動かしているのかを知ることで、必要なだけ効果的に使用できるようになります。最終的には、トーマス・ヨハン・ゼーベック(1770〜1831)の作品にぶつかります。バルトドイツの科学者は、熱電効果を発見することで、最も広く使用されている温度センサーである熱電対を世界に紹介しました。その過程でより住みやすい惑星になります。 パズル:電気対熱 何世紀にもわたって、電気の概念は自然な方法で私たちに導入されました。私たちが電気の働きについて正式な知識を得るずっと前に、古代エジプト人(西暦前2750年)は電気魚がもたらす衝撃に畏敬の念を抱き、魚を「ナイル川の雷鳴者」と呼んでいました。数千年後の今日、私たちは電気について多くのことを学び、それを使って家に電力を供給してきました。 熱については、100万年前に私たちの祖先であるホモ・エレクトスが生き残るための道具として火を利用したことを示す証拠があります。今日、私たちは冬の夜を暖めたいときに熱を指します。 明確に確立されていなかったのは、熱と電気という2つの直接的な関係でした。しかし、亀裂から浸透する手がかりは、私たちを互いに接続するように導くようです。一つには、科学には伝導があります。そこでしばらくの間、熱と電気の両方の伝播を指すために伝導という用語を使用していました。 そして、両方の科学的現象にうまく機能する材料があることさえわかります。リストの一番上は金属です。鉄は、例えば、電気と熱の両方によく伝導します。一方、プラスチックはそうではありません。 確かに、これは2つの要素間の関係の明らかな兆候である可能性があります。科学的研究は、金属がどのように熱と電気を伝導するかとの間に関連性がなければならないことを私たちに教えてくれるはずです。 注目すべきは、電気は電子、つまり原子内の超小型荷電粒子の後ろに乗っているということです。そのため、材料を介して電気を運ぶ電子は次のようになります。葉を運ぶアリの軍隊 彼らのコロニーに。同様に、電気とピギーバック熱を伝導できる電子。金属が電気伝導率と熱伝導率の両方を示すのは偶然ではありません。 トーマス・ゼーベック:点をつなぐ 長い金属棒を一本持って、もう一方の端に火をつけてみましたか?最初、あなたの手は熱を感じません。ただし、時間の経過とともに、熱が上向きに移動するため、ロッドを放す必要があります。あなたが知らないのは、電気がそのすべての熱とともにあなたの手に伝わるということです。 そのような熱電気現象を観察した最初の科学者は Alessandro Volta 1794年。イタリアの電気のパイオニアであるVolta(1745-1827)は、天然ガスの主成分である常に有用なメタンガスの発見者は言うまでもなく、電池の発明者です。電気量ボルトと名付けられた物理学者は、2つの異なる金属がカエルの足と直列に接続されたときに「動物の電気」が生成されることに気づきました。そして、この実験から、世界初の電池と直流電源が誕生しました。 しかし、熱電効果は、1821年にバルトドイツの物理学者によって詳細に再発見されました。 Thomas Johann Seebeck. 次に、Seebeckは、両端で結合された2つの異なる金属で作られた閉ループに温度差が適用されると、コンパスの針が動くことを観察しました。当初、Seebeckは、生成された磁場に関連して、この現象を「熱電効果」と呼んでいました。このような名前の見落としは、デンマークの物理学者によって「熱電効果」に修正されました Hans Christian Ørsted (1777-1851)、電流が磁場を生成することを確立した科学者。 図A。 本質的に、熱電対のコンポーネントは、両端で結合された2つの異なる金属(2つの曲線)です。高温の何か(測定対象)が高温の接合部に置かれ、もう一方の端が低温の何か(低温の接合部)に置かれると、電圧が発生します。電圧計はこの電気的差異を測定します。  やがて、熱電現象はゼーベック効果と呼ばれるでしょう。そして、彼が実験を進めるにつれて、Seebeckはより驚くべき発見を発見しました。彼は、電流が流れる特定の状況があることに気づきました。 まず、金属の両端を接続しても電流は発生せず、電圧計はノッチを動かしません。第二に、2つの金属の端が同じ温度である場合、電流は流れませんでした。 他の金属を使ったさらなる実験で、ドイツの科学者は、異なる金属材料が異なる量の電気を生成することに気づきました。今日、この電気的設定は、ループを作成するためにそれらの端で一緒に結合された同じ長さの別個の金属の2つのストリップを使用するように変更されました。電気を生成するには、一方の端を高温の表面(温水など)に浸し、もう一方の端を冷たいものに浸す必要があります。電流の流れを測定するには、ミリ電圧計を使用できます。 詳細については、上の図Aを確認してください。 熱電対がどのように機能するかを理解するには、変数に注意する必要があります。すぐに、電気の量は2つのことに依存します。 - 温度差(2つの接合部間) - 使用する金属の種類 Voltaは、2つの異なる金属(バッテリー)間で電気を生成するためにカエルの脚を必要としないと正しく推測しました。同様に、金属接合なしでゼーベック効果を得ることができることを知ってください。熱電対を実際に使用するには、金属接合が必要です。 ゼーベック効果はどのように実現しますか? 図B.金属の一方の端を加熱する(火)と、より冷たい端が負に帯電します。 開始時に、ゼーベック効果で頭を包み込むのは難しいかもしれません。私たちは、それらが別々の形のエネルギーであるという伝統的な概念を持っています。電荷の流れと見なされる電気と、激しく振動する分子の動きとしての熱は、2つの異なるエンティティです。確かに、訓練の学校(熱力学、電気など)によって制限されている多くの伝統的な専門家は、2つの間の関係を理解できず、その過程で近視眼的になる可能性があります。彼らはそれぞれを互いに独立していると定義しています。 もちろん、科学はプロセスです。前述のように、トーマス・ゼーベック自身が電流を見ることができませんでした  熱電効果に関与します。ドイツの科学者は、この現象は「熱磁気効果」と呼ばれる熱によって生成される磁場に関係していると考えました。しかし、彼のデンマークの現代科学者(物理学者および化学者)のハンス・クリスチャン・オルストは、物事を正すために介入しました。 実際、金属で発生する熱伝導と電気伝導の間には否定できない関連性があります。これらの2つの現象が材料で発生するのは偶然ではありません。物質が加熱されると、その分子が励起されます。振動します。熱を音楽、分子の動きをダンスと考えてください。熱が熱くなるほど、音楽のビートが速くなるにつれて分子が速く踊ります。そのすべての動きにより、分子が近くの分子にぶつかり、金属の一方の端からもう一方の端にエネルギーが移動します。 これが起こると、原子の負に帯電した粒子である電子が広がります。ここで、金属の一方の端に当たると、そこで電子が拡散し、より冷たい端に向かって流れます。熱が多いほど、電子の移動が大きくなります。このプロセスでは、ロッドの高温側が正に帯電し、低温側が負に帯電することで電気が生成されます。つまり、ゼーベック効果が誘発されます。 熱電対はどうですか?閉ループを形成する2つの異なる金属は、どのようにしてゼーベック効果を生み出しますか?同じアプリケーションですか? 手始めに、熱電対のセットアップで、2つの優れた電気導体である金属合金を使用しています。つまり、これらの合金は熱と電気の両方をうまく伝導し、ゼーベック効果を生み出すための要件です。プラスチックなどの絶縁体を使用しても、電子は自由に動き回ることができないため、切断されません。要するに、彼らは電気と熱の悪い導体です。 第二に、熱電対のもう1つの要件は、ループを形成するために2つの異なる金属を使用する必要があることです。平均は両方とも異なる熱伝導率レベルを持っています。したがって、銅の棒と鉄の棒を組み合わせると、電子は鉄から銅に流れます。 しかし、2つの接合部を持つ閉ループで鉄と銅を結合すると、生成された電圧は互いに打ち消し合います。接合部の一方の端は正の電圧を生成し、もう一方の端は同等の負の電圧を生成します。 ただし、一方の接合部がもう一方の接合部よりも熱くなると、この高温側の電子がより速く拡散します。その結果、2つの接合部の間に電圧差が生じます。その量は、2つの接合部間の温度差に依存します。これが、ゼーベック効果が熱電対に適用される方法です。 キャリブレーション:熱電対を正しく開始する 熱電対の電圧出力は非常に小さいです。ミリボルト単位です。電圧がどれだけ上昇したかによって、温度がどれだけ上昇したかがわかります。ただし、温度が変化するたびに、電圧がどの程度変化するかを知る必要があります。このプロセスはキャリブレーションと呼ばれます。 効率的に使用するには、各熱電対を校正する必要があることに注意してください。使用する金属合金によってそれぞれの特性が異なるため、信頼できる結果を得るには、デューデリジェンスを遵守する必要があります。そのため、熱電対の電圧-温度曲線または変化率をプロットする必要があります。 校正するには、特定の金属接合の作業式を理解する必要があります。温度計の目盛りをマークするものと考えてください。熱電対を校正して初めて、熱電対を使用して任意の温度を測定できます。 サーモバスコンテナを使用してこれを行います。水を入れて電源を入れます。次に、この水を30℃に加熱します。次に、マルチメータの2本のリード線を熱電対の一方の端に接続します。結果として得られる電圧の読み取り値は1マイクロボルトになります。 次に、熱電対の1つの接合部を取り、それを熱浴に配置します。安定させます。これは、マルチメータの電圧が変動しなくなったときに発生します。得られた電圧を記録します。 サーモバスの温度を5°Cに上げて、結果の電圧を記録に残します。プロセスを続行し、温度を5°C上げて記録します。 60°Cに達するまで。 その後、室温に注意してください。室温での熱電対タイプの電圧チャートを参照してください。たとえば、タイプKは25°Cの室温で1ミリボルトを読み取る必要があることに注意してください。 カーブフィッティング法を使用して、取得したデータに最適なラインに焦点を合わせます。結果として得られる勾配は、対応する各温度上昇の電圧上昇を決定する際のガイドとなるはずです。たとえば、タイプKの熱電対の場合、通常、測定温度の摂氏変化1度あたり40マイクロボルトです。 実際のアプリケーションで熱電対をどのように適用しますか?   図C。 熱電対製品のサンプルと回路図。 実際の使用では、熱電対の1つの接合部、つまり材料の未知の温度を測定する先端のみに対応します。これは、市販の熱電対に特に当てはまります。熱電対回路(上記を確認)によって生成される電圧は、ミリボルト単位で非常に小さいことに注意してください。したがって、電子電圧増幅器を使用してこの電圧を拡大し、より良い測定を可能にします。 すべての熱電対が同じであるとは限らないことを知ってください。異なる金属合金は異なる融点と特性を持っているので、ユニークな金属合金の組み合わせは異なる振る舞いをすることになります。時間の経過とともに、異なる金属合金の組み合わせが文字の種類によって割り当てられてきました。したがって、どの特定のタイプの熱電対がアプリケーションに最適であるかを自分で確認することが最も重要です。 熱電対に使用される最も一般的な金属には、アルミニウム、クロム、銅、鉄、ニッケル、ロジウムなどがあります。多くの場合、特定の温度範囲での正確な動作のために、特定のタイプが選択されます。 熱電対の種類と性能表 タイプ 脚の構成 温度範囲(°F) 特殊性 B プラチナ30%ロジウム/ プラチナ6%ロジウム 2500から3100まで 低電気出力;低温には適していません E ニッケルクロム/ コンスタンタン 32から1600まで Kタイプよりも安定しており、精度が高い J 鉄/コンスタンタン 32から1400まで 広く使われています;最も安い K ニッケルクロム/ ニッケル-アルミニウム -328から2300まで 最も広く使用されている N ニクロシル/ニシル -454から2372まで 広く使われています; Kタイプよりも優れた性能 R プラチナ13%ロジウム/プラチナ 1600から2640 タイプSに似ていますが、安定性が優れています S  プラチナ10%ロジウム/プラチナ 1600から2640...

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