Zasada działania i charakterystyka termometru na podczerwień
Promieniowanie ciała doskonale czarnego i zasada pomiaru temperatury w podczerwieni
Wszystkie obiekty o temperaturach powyżej zera absolutnego 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 jest wyidealizowanym promiennikiem, który pochłania energię promieniowania o wszystkich długościach fal bez żadnego odbicia ani transmisji energii. Jego emisyjność powierzchniowa wynosi 1, a współczynnik odbicia innych substancji jest mniejszy niż 1, co nazywa się ciałem szarym. 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.
Charakterystyka termometru na podczerwień
Wszystkie obiekty o temperaturach powyżej zera absolutnego stale emitują energię promieniowania podczerwonego do otaczającej przestrzeni. Rozkład energii promieniowania podczerwonego według długości fali jest ściśle powiązany z temperaturą jego powierzchni. Dlatego mierząc energię podczerwieni emitowaną przez sam obiekt, można dokładnie zmierzyć temperaturę jego powierzchni. Termometry na podczerwień mogą odbierać energię niewidzialnego promieniowania podczerwonego emitowanego przez same różne obiekty. Promieniowanie podczerwone jest częścią widma elektromagnetycznego, umiejscowioną pomiędzy światłem widzialnym a falami radiowymi. Kiedy przyrząd dokonuje pomiaru temperatury, energia promieniowania podczerwonego emitowana przez mierzony obiekt jest przekształcana na sygnały elektryczne w detektorze poprzez układ optyczny termometru, a temperatura powierzchni mierzonego obiektu jest wyświetlana na wyświetlaczu termometru na podczerwień.
Cechy termometru na podczerwień: pomiar bezdotykowy, szeroki zakres pomiaru temperatury, szybka reakcja i wysoka czułość. Jednak ze względu na wpływ emisyjności mierzonego obiektu prawie niemożliwe jest zmierzenie prawdziwej temperatury mierzonego obiektu, czyli temperatury powierzchni.
