Hlboko pochopte princíp fungovania infračerveného teplomera
Infračervený teplomer pozostáva z optického systému, fotodetektora, zosilňovača signálu, spracovania signálu, výstupu na displej a ďalších komponentov. Optický systém zhromažďuje energiu infračerveného žiarenia cieľa vo svojom zornom poli a veľkosť zorného poľa je určená optickými komponentmi a ich polohami teplomera. Infračervená energia je zameraná na fotodetektor a prevedená na zodpovedajúce elektrické signály. Signál sa po zosilnení a spracovaní obvodom spracovania signálu prevedie na hodnotu teploty testovaného cieľa a koriguje sa podľa algoritmu vnútornej úpravy prístroja a emisivity cieľa.
V prírode všetky objekty s teplotou nad nulou neustále vyžarujú energiu infračerveného žiarenia do okolitého priestoru. Veľkosť a distribúcia vlnovej dĺžky energie infračerveného žiarenia objektu úzko súvisí s jeho povrchovou teplotou. Preto meraním infračervenej energie vyžarovanej samotným objektom možno presne zmerať jeho povrchovú teplotu, čo je objektívny základ pre meranie teploty infračerveného žiarenia.
Blackbody je idealizovaný žiarič, ktorý absorbuje energiu žiarenia všetkých vlnových dĺžok bez akéhokoľvek odrazu alebo prenosu energie. Jeho povrchová emisivita je 1. Avšak takmer všetky skutočné objekty prítomné v prírode nie sú čierne telesá. Na pochopenie a získanie distribučného zákona infračerveného žiarenia je potrebné v teoretickom výskume zvoliť vhodný model, ktorým je kvantovaný oscilátorový model žiarenia telesnej dutiny navrhnutý Planckom. To vedie k zákonu Planckovho žiarenia čierneho telesa, čo je spektrálne žiarenie čiernych telies vyjadrené vo vlnovej dĺžke. Toto je východiskový bod všetkých teórií infračerveného žiarenia, teda zákon o žiarení čierneho telesa. Množstvo žiarenia všetkých skutočných objektov nezávisí len od vlnovej dĺžky žiarenia a teploty objektu, ale aj od faktorov, ako je typ materiálu, spôsob prípravy, tepelný proces, stav povrchu a podmienky prostredia, ktoré tvoria objekt. Preto, aby zákon o žiarení čierneho telesa platil pre všetky praktické objekty, je potrebné zaviesť proporcionálny koeficient súvisiaci s materiálovými vlastnosťami a stavmi povrchu, a to emisivitu. Tento koeficient predstavuje blízkosť medzi tepelným žiarením skutočného objektu a žiarením čierneho telesa s hodnotou medzi nulou a hodnotou menšou ako 1. Podľa zákona o žiarení, pokiaľ je známa emisivita materiálu, infračervené žiarenie radiačné charakteristiky akéhokoľvek objektu sú známe. Medzi hlavné faktory ovplyvňujúce emisivitu patrí typ materiálu, drsnosť povrchu, fyzikálno-chemická štruktúra a hrúbka materiálu.
Pri meraní teploty cieľa pomocou teplomera s infračerveným žiarením je prvým krokom meranie infračerveného žiarenia cieľa v rozsahu jeho vlnových dĺžok a potom teplomer vypočíta teplotu meraného cieľa. Monochromatický teplomer je úmerný množstvu žiarenia v rámci pásma; Dvojfarebný teplomer je úmerný pomeru žiarenia v oboch pásmach.
