Duboko razumjeti princip rada infracrvenog termometra
Infracrveni termometar sastoji se od optičkog sustava, fotodetektora, pojačala signala, obrade signala, izlaza za prikaz i drugih komponenti. Optički sustav prikuplja energiju infracrvenog zračenja mete unutar svog vidnog polja, a veličina vidnog polja određena je optičkim komponentama i njihovim položajem termometra. Infracrvena energija se fokusira na fotodetektor i pretvara u odgovarajuće električne signale. Signal se pretvara u temperaturnu vrijednost testiranog cilja nakon što ga pojača i obradi krug za obradu signala, te korigira prema algoritmu unutarnje obrade instrumenta i emisivnosti cilja.
U prirodi svi objekti s temperaturom iznad nule neprestano emitiraju energiju infracrvenog zračenja u okolni prostor. Veličina i raspodjela valne duljine energije infracrvenog zračenja objekta usko su povezani s temperaturom njegove površine. Stoga se mjerenjem infracrvene energije koju emitira sam objekt može precizno izmjeriti njegova površinska temperatura, što je objektivna osnova za mjerenje temperature infracrvenog zračenja.
Crno tijelo je idealizirani radijator koji apsorbira energiju zračenja svih valnih duljina bez ikakve refleksije ili prijenosa energije. Njegova površinska emisivnost je 1. Međutim, gotovo svi stvarni objekti prisutni u prirodi nisu crna tijela. Da bi se razumio i dobio zakon raspodjele infracrvenog zračenja, potrebno je u teoretskom istraživanju odabrati odgovarajući model, a to je Planckov kvantizirani oscilatorski model zračenja tjelesne šupljine. To dovodi do zakona Planckovog zračenja crnog tijela, što je spektralni sjaj crnih tijela izražen u valnoj duljini. Ovo je početna točka svih teorija infracrvenog zračenja, dakle zakona o zračenju crnog tijela. Količina zračenja svih stvarnih objekata ne ovisi samo o valnoj duljini zračenja i temperaturi objekta, već i o čimbenicima kao što su vrsta materijala, metoda pripreme, toplinski proces, stanje površine i uvjeti okoline koji čine objekt. Dakle, da bi se zakon zračenja crnog tijela mogao primijeniti na sve praktične objekte, potrebno je uvesti proporcionalni koeficijent vezan uz svojstva materijala i površinska stanja, odnosno emisivnost. Ovaj koeficijent predstavlja blizinu između toplinskog zračenja stvarnog objekta i zračenja crnog tijela, s vrijednošću između nule i vrijednosti manjom od 1. Prema zakonu zračenja, sve dok je emisivnost materijala poznata, infracrveno poznate su karakteristike zračenja bilo kojeg objekta. Glavni čimbenici koji utječu na emisivnost uključuju vrstu materijala, hrapavost površine, fizikalno-kemijsku strukturu i debljinu materijala.
Kod mjerenja temperature mete pomoću termometra za infracrveno zračenje, prvi korak je mjerenje infracrvenog zračenja mete unutar njegovog raspona valnih duljina, a zatim termometar izračunava temperaturu izmjerene mete. Monokromatski termometar proporcionalan je količini zračenja unutar pojasa; Dvobojni termometar proporcionalan je omjeru zračenja u oba pojasa.
