Čeština
Slovenčina
1. Co je černé těleso a proč je důležité
Černé těleso (angl. blackbody) je zařízení, které slouží jako referenční zdroj s přesně definovanou teplotou a emisivitou, obvykle velmi blízkou hodnotě 1,0. Využívá se především při kalibraci a justaci termokamer, pyrometrů a dalších infračervených měřicích systémů. Díky tomu lze zajistit, že měření teploty bezdotykovými teploměry bude přesné a reprodukovatelné.
2. Základní princip fungování černého tělesa
Černé těleso vyzařuje infračervené záření, které odpovídá jeho teplotě podle Planckova zákona. Povrch je obvykle tvořen speciálním materiálem s velmi vysokou emisivitou, aby absorboval a vyzařoval téměř veškeré dopadající záření. Teplota plochy nebo dutiny černého tělesa je precizně tak, aby byla zajištěna jeho stabilitu a přesnost. Pro kalibraci termokamer je důležité, aby těleso mělo nejen přesnou teplotu, ale i homogenní rozložení tepla po celé vyzařovací ploše.
3. Pllošná černá tělesa
Pevná černá tělesa jsou konstruována se speciální plošnou vyzařovací plochou, která se ohřívá na požadovanou teplotu. Tento typ je vhodný pro běžné laboratorní a průmyslové aplikace, kde se vyžaduje stabilní a přesná kalibrace v rozsahu přibližně od –20 °C do 500 °C. Výhodou je jednoduchost, robustnost a relativně nízká cena. Nevýhodou může být menší homogenita teploty při větších vyzařovacích plochách.
4. Dutinová (kavitová) černá tělesa
Kavitová černá tělesa využívají princip dutiny (zpravidla kuželovité nebo válcové), jejíž vnitřní povrch má velmi vysokou emisivitu. Vstupní otvor funguje jako ideální zdroj záření s emisivitou blížící se 1,0. Tento typ se používá zejména pro přesné metrologické kalibrace, kde je vyžadována nejvyšší možná přesnost a stabilita. Dutinová černá tělesa dosahují teplot i více než 1000 °C a používají se například v národních metrologických institutech a laboratořích.Nevýhodou je jejich robustnost a vyšší cena.
5. Jak vybrat vhodné černé těleso
Volba správného černého tělesa závisí na požadované přesnosti, teplotním rozsahu a charakteru aplikace. Pro běžné kalibrace v průmyslu (rychlá kontrola přesnosti měření termokamery v nižších teplotních rozsazích) postačí plošné modely s emisivitou kolem 0,98. Pro vědecké účely či kalibraci špičkových termokamer, všude tam, kde jde o precizní měření a nízkou nejistotu, je vhodnější použít kavitové černé těleso s přesnou regulací teploty a známou a vysokou emisivitou.
