Základná teória infračervených teplomerov
V roku 1672 sa zistilo, že slnečné svetlo (biele svetlo) sa skladá z rôznych farieb svetla a Newton dospel k záveru, že monochromatické svetlo má jednoduchšie vlastnosti ako biele svetlo. Pomocou spektroskopického hranola sa slnečné svetlo (biele svetlo) rozkladá na monochromatické svetlo rôznych farieb, ako je červená, oranžová, žltá, zelená, azúrová, modrá a fialová. V roku 1800 britský fyzik F W. Keď Huxle študoval rôzne farby svetla z hľadiska tepla, objavil infračervené žiarenie. Pri skúmaní tepla rôznych farieb svetla zámerne zablokoval jediné okno tmavej komory tmavou doskou a otvoril na doske obdĺžnikový otvor, do ktorého vložil rozdeľovací hranol. Keď slnečné svetlo prechádza hranolom, rozkladá sa na farebné svetelné pásy a teplomerom sa meria teplo obsiahnuté v rôznych farbách vo svetelných pásoch. Na porovnanie s teplotou okolia Herschel použil niekoľko teplomerov umiestnených v blízkosti farebného svetelného pásu na porovnanie na meranie okolitej teploty. Pri experimente narazil na zvláštny jav: teplomer umiestnený mimo červeného pásma mal vyššiu hodnotu ako ostatné vnútorné teploty. Po opakovaných experimentoch sa takzvaná vysokoteplotná zóna s najväčším množstvom tepla vždy nachádza mimo červeného svetla na extrémnom okraji svetelného pásma. Oznámil teda, že okrem viditeľného svetla existuje v žiarení vyžarovanom slnkom aj neviditeľná „horúca čiara“, ktorá sa nachádza mimo červeného svetla a nazýva sa infračervená. Infračervené je elektromagnetické vlnenie s rovnakou podstatou ako rádiové vlny a viditeľné svetlo. Objav infračerveného žiarenia je skokom v ľudskom chápaní prírody, ktorý otvára novú a širokú cestu pre výskum, využitie a vývoj infračervenej technológie.
Vlnová dĺžka infračerveného žiarenia je medzi 0.76-100 μM možno rozdeliť do štyroch kategórií na základe rozsahu vlnových dĺžok: blízke infračervené, stredné infračervené, vzdialené infračervené a extrémne vzdialené infračervené. Jeho poloha v spojitom spektre elektromagnetických vĺn je v oblasti medzi rádiovými vlnami a viditeľným svetlom. Infračervené žiarenie je najrozšírenejším typom žiarenia elektromagnetických vĺn, ktoré existuje v prírode. Je založená na skutočnosti, že akýkoľvek objekt v konvenčnom prostredí bude generovať svoje vlastné molekuly a atómy v nepravidelnom pohybe, pričom neustále vyžaruje tepelnú infračervenú energiu. Čím intenzívnejší je pohyb molekúl a atómov, tým väčšia je energia žiarenia a naopak, tým menšia je energia žiarenia.
Objekty s teplotou nad absolútnou nulou budú emitovať infračervené žiarenie v dôsledku vlastného molekulárneho pohybu. Po premene výkonového signálu vyžarovaného objektom na elektrický signál cez infračervený detektor dokáže výstupný signál zobrazovacieho zariadenia plne simulovať priestorové rozloženie povrchovej teploty snímaného objektu jeden po druhom. Po spracovaní elektronickým systémom sa prenáša na obrazovku, aby sa získal tepelný obraz zodpovedajúci povrchovému tepelnému rozloženiu objektu. Použitím tejto metódy je možné dosiahnuť vzdialené tepelné zobrazovanie a meranie teploty cieľa a vykonať analýzu a posúdenie.
