Zasada działania termometru na podczerwień, wskaźniki techniczne, środowiskowe warunki pracy
Zrozumienie zasady działania termometru na podczerwień, wskaźników technicznych, środowiskowych warunków pracy oraz obsługi i konserwacji ma pomóc użytkownikom w prawidłowym wyborze i użytkowaniu termometru na podczerwień.
Wszystkie obiekty o temperaturach powyżej zera stale emitują energię promieniowania podczerwonego do otaczającej przestrzeni. Charakterystyka promieniowania podczerwonego obiektów – wielkość energii promieniowania i jej rozkład według długości fali – a temperatura jego powierzchni jest ze sobą bardzo ściśle powiązana. Zatem poprzez pomiar energii podczerwieni wypromieniowanej przez sam obiekt będzie można dokładnie określić temperaturę jego powierzchni, co stanowi obiektywną podstawę pomiaru temperatury promieniowania podczerwonego.
Prawo promieniowania ciała doskonale czarnego: ciało doskonale czarne jest wyidealizowanym ciałem radiacyjnym, pochłania energię promieniowania o każdej długości fali, nie odbija i nie przepuszcza energii, jego emisyjność powierzchniowa wynosi 1. Należy zauważyć, że w przyrodzie nie ma prawdziwego ciała czarnego, ale w celu wyjaśnienia i uzyskać rozkład prawa promieniowania podczerwonego, w badaniach teoretycznych należy wybrać odpowiedni model, jakim jest Planck zaproponowany przez ciało promieniowania wnęki, kwantyzacja kwantowa modelu wibracyjnego, wyprowadzając w ten sposób ciało doskonale czarne Plancka, które jest wyidealizowane ciało radiacyjne. Wyprowadzamy w ten sposób prawo Plancka dotyczące promieniowania ciała doskonale czarnego, czyli wyrażone w długościach fal promieniowania widmowego ciała doskonale czarnego, które jest punktem wyjścia wszelkiej teorii promieniowania podczerwonego, tzw. prawem promieniowania ciała doskonale czarnego.
Wpływ emisyjności obiektu na radiometryczny pomiar temperatury: istnienie rzeczywistych obiektów w przyrodzie, prawie wszystkie nie są ciałami doskonale czarnymi. Cały rzeczywisty obiekt promieniowania, oprócz długości fali promieniowania, zależy od temperatury obiektu, ale także od składu, rodzaju materiału obiektu, metod przygotowania, procesów termicznych, a także stanu powierzchni i warunków środowiskowych oraz inne czynniki. Dlatego, aby prawo promieniowania ciała doskonale czarnego miało zastosowanie do wszystkich obiektów rzeczywistych, należy wprowadzić współczynnik proporcjonalności, czyli emisyjność związaną z naturą materiału i stanem powierzchni. Współczynnik ten wyraża bliskość promieniowania cieplnego obiektu rzeczywistego do promieniowania ciała doskonale czarnego i przyjmuje wartość od zera do wartości mniejszej od jedności. Zgodnie z prawem promieniowania, jeśli znamy emisyjność materiału, znamy charakterystykę promieniowania podczerwonego dowolnego obiektu.
Głównymi czynnikami wpływającymi na emisyjność są: rodzaj materiału, chropowatość powierzchni, struktura fizyczna i chemiczna oraz grubość materiału.
Przy użyciu pirometru promieniowania podczerwonego do pomiaru temperatury celu należy przede wszystkim zmierzyć cel w jego paśmie promieniowania podczerwonego, a następnie za pomocą pirometru obliczyć temperaturę mierzonego celu. Pirometry jednokolorowe są proporcjonalne do ilości promieniowania w paśmie; pirometry dwukolorowe są proporcjonalne do stosunku ilości promieniowania w obu pasmach.
