Elementy termometru na podczerwień i zasada działania
System na podczerwień: termometr na podczerwień z układem optycznym, fotoelektrykiem, wzmacniaczem sygnału i przetwarzaniem sygnału, wyjściem wyświetlacza i innymi komponentami. Do określenia zbieżności układu optycznego jego pola widzenia, docelowej energii promieniowania podczerwonego, wielkości pola widzenia przez elementy optyczne termometru oraz ich położenia. Energia podczerwieni jest skupiana na fotoelektryku i przekształcana w odpowiedni sygnał elektryczny. Sygnał ten jest przekształcany na wartość temperatury obiektu docelowego po przejściu przez wzmacniacze i obwody przetwarzania sygnału i skorygowany pod kątem emisyjności obiektu docelowego zgodnie z algorytmami zastosowanymi w przyrządzie. Zrozumienie zasady działania termometru na podczerwień, specyfikacji technicznych, warunków środowiskowych oraz obsługi i konserwacji jest dla użytkownika podstawą prawidłowego wyboru i użytkowania termometru na podczerwień.
Ponadto należy również wziąć pod uwagę lokalizację celu i pirometru w warunkach środowiskowych, takich jak temperatura, atmosfera, zanieczyszczenie i zakłócenia oraz inne czynniki wpływające na wskaźniki wydajności i metody korekcji. Każdy obiekt o temperaturze powyżej** zera emituje światło podczerwone. Termometr na podczerwień odbiera i mierzy długość fali promieni podczerwonych emitowanych przez obiekt i można uzyskać odpowiednią temperaturę. Wszystkie obiekty o temperaturze powyżej **zera stopni stale emitują energię promieniowania podczerwonego do otaczającej przestrzeni. Wielkość energii promieniowania podczerwonego obiektu i jej rozkład według długości fali oraz temperatura jego powierzchni mają bardzo ścisły związek. 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 promiennikiem, który pochłania energię promieniowania o wszystkich długościach fal, bez odbicia i transmisji energii, emisyjność jego powierzchni wynosi 1.
Należy zauważyć, że w przyrodzie nie ma prawdziwego ciała doskonale czarnego, jednak w celu wyjaśnienia i uzyskania prawa rozkładu promieniowania podczerwonego, w badaniach teoretycznych należy wybrać odpowiedni model, czyli Planck wysunął model wibracyjny kwantyzacji promieniowania jamy ciała , co doprowadziło do prawa Plancka dotyczącego promieniowania ciała doskonale czarnego, czyli długości fali widmowej blasku ciała doskonale czarnego, jest to punkt wyjścia dla wszelkiej teorii promieniowania podczerwonego, tzw. prawa 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 i temperatury obiektu, ale także składu, rodzaju materiału obiektu, metod przygotowania, procesów termicznych, a także stanu powierzchni i warunków środowiskowych i inne czynniki. Energia podczerwieni jest skupiana na fotodetektorze i przekształcana w odpowiedni sygnał elektryczny. Sygnał ten jest przekształcany na wartość temperatury obiektu docelowego przez wzmacniacz i układ przetwarzania sygnału zgodnie z wewnętrznym algorytmem przyrządu i korekcją emisyjności obiektu.
Dlatego też, aby prawo promieniowania ciała doskonale czarnego miało zastosowanie do wszystkich obiektów rzeczywistych, konieczne jest wprowadzenie współczynnika proporcjonalności, czyli emisyjności, związanej z naturą materiału i stanem powierzchni. Współczynnik ten reprezentuje bliskość promieniowania cieplnego rzeczywistego obiektu do promieniowania ciała doskonale czarnego i ma wartość od zera do wartości mniejszej niż jeden. 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. Podczas pomiaru temperatury obiektu za pomocą pirometru promieniowania podczerwonego najpierw mierzy się promieniowanie podczerwone obiektu w jego paśmie, a następnie pirometr oblicza temperaturę obiektu.
