Skład i zasada działania termometru na podczerwień
System na podczerwień: Termometr na podczerwień składa się z układu optycznego, optoelektroniki, wzmacniacza sygnału, przetwarzania sygnału, wyjścia wyświetlacza i innych elementów. Układ optyczny gromadzi energię promieniowania podczerwonego celu w swoim polu widzenia, a wielkość pola widzenia jest określana przez elementy optyczne i ich położenie w termometrze. Energia podczerwieni skupia się na fotoelektryczności i jest przekształcana na odpowiednie sygnały elektryczne. Sygnał po wzmocnieniu i przetworzeniu przez układ przetwarzania sygnału jest przetwarzany na wartość temperatury badanego obiektu, a następnie korygowany zgodnie z algorytmem obróbki wewnętrznej przyrządu i emisyjnością obiektu. Zrozumienie zasady działania, specyfikacji technicznych, środowiskowych warunków pracy, obsługi i konserwacji termometrów na podczerwień jest podstawą prawidłowego wyboru i prawidłowego użytkowania termometrów na podczerwień.
Ponadto należy wziąć pod uwagę warunki środowiskowe tarczy i termometru, takie jak temperatura, atmosfera, zanieczyszczenie i zakłócenia, pod kątem ich wpływu na wskaźniki wydajności i metody korekcji. Każdy obiekt o temperaturze powyżej zera względnego będzie emitował promieniowanie podczerwone. Termometr na podczerwień odbiera i mierzy długość fali podczerwieni emitowanej przez obiekt i może uzyskać odpowiednią temperaturę. Wszystkie obiekty o temperaturach powyżej zera względnego stale emitują energię promieniowania podczerwonego do otaczającej przestrzeni. Rozmiar i rozkład długości fal energii promieniowania podczerwonego obiektu są ściśle powiązane z temperaturą jego powierzchni. Dlatego też mierząc energię podczerwieni emitowaną przez sam obiekt, można dokładnie zmierzyć temperaturę jego powierzchni, co stanowi obiektywną podstawę pomiaru temperatury promieniowania podczerwonego. Prawo promieniowania ciała doskonale czarnego: Ciało doskonale czarne to wyidealizowany promiennik, który pochłania energię promieniowania o wszystkich długościach fal bez odbicia lub transmisji energii. Jego emisyjność powierzchniowa wynosi 1.
Należy zaznaczyć, że w przyrodzie rzeczywiste ciało doskonale czarne nie istnieje, jednak aby zrozumieć i otrzymać prawo rozkładu promieniowania podczerwonego, należy w badaniach teoretycznych wybrać odpowiedni model. Jest to skwantowany model oscylatora promieniowania jamy ciała zaproponowany przez Plancka, który wyprowadza prawo promieniowania ciała doskonale czarnego Plancka, czyli widmową jasność ciała doskonale czarnego wyrażoną w długości fali. Jest to punkt wyjścia wszystkich teorii promieniowania podczerwonego, stąd prawo promieniowania ciała doskonale czarnego. Wpływ emisyjności obiektu na pomiar temperatury promieniowania: Prawie wszystkie rzeczywiste obiekty występujące w przyrodzie nie są ciałami doskonale czarnymi. Ilość promieniowania wszystkich rzeczywistych obiektów zależy nie tylko od długości fali promieniowania i temperatury obiektu, ale także od czynników takich jak rodzaj materiału, metoda przygotowania, proces termiczny, stan powierzchni i warunki środowiskowe, które składają się na obiekt. Energia podczerwieni skupiana jest na detektorze fotoelektrycznym i przetwarzana na odpowiednie sygnały elektryczne. Sygnał przetwarzany jest na wartość temperatury badanego obiektu po skalibrowaniu przez wzmacniacz i układ przetwarzania sygnału zgodnie z wewnętrznym algorytmem przyrządu i emisyjnością obiektu.
Dlatego, aby prawo promieniowania ciała czarnego miało zastosowanie do wszystkich obiektów praktycznych, konieczne jest wprowadzenie współczynnika proporcjonalnego związanego z właściwościami materiału i stanami powierzchniowymi, czyli emisyjnością. Współczynnik ten reprezentuje bliskość promieniowania cieplnego rzeczywistego obiektu do promieniowania ciała doskonale czarnego, przy wartości od zera do wartości mniejszej niż 1. Zgodnie z prawem promieniowania, jeśli znana jest emisyjność materiału, promieniowanie podczerwone znana jest charakterystyka promieniowania dowolnego obiektu. Głównymi czynnikami wpływającymi na emisyjność są rodzaj materiału, chropowatość powierzchni, struktura fizykochemiczna i grubość materiału. Podczas pomiaru temperatury obiektu za pomocą termometru na podczerwień, pierwszym krokiem jest zmierzenie promieniowania podczerwonego obiektu w jego zakresie długości fali, a następnie termometr oblicza temperaturę mierzonego obiektu. Termometr monochromatyczny jest proporcjonalny do ilości promieniowania w danym paśmie; Stosunek termometru dwukolorowego do promieniowania obu pasm jest proporcjonalny
