Princíp činnosti a zloženie systému infračerveného teplomera
Infračervený teplomer sa skladá z optického systému, fotoelektrického detektora, zosilňovača signálu, spracovania signálu, výstupu na displej a ďalších častí. Optický systém zhromažďuje cieľovú energiu infračerveného žiarenia vo svojom zornom poli a veľkosť zorného poľa je určená optickými časťami teplomera a jeho polohou. Infračervená energia je zameraná na fotodetektor a premenená na zodpovedajúci elektrický signál. Signál prechádza cez zosilňovač a obvod spracovania signálu a po korekcii podľa algoritmu vnútorného spracovania prístroja a emisivity cieľa sa prevedie na hodnotu teploty meraného cieľa.
V prírode všetky objekty s teplotou vyššou ako absolútna nula neustále vyžarujú energiu infračerveného žiarenia do okolitého priestoru. Veľkosť energie infračerveného žiarenia objektu a jeho rozloženie podľa vlnovej dĺžky majú veľmi úzky vzťah s jeho povrchovou teplotou. Preto meraním infračervenej energie vyžarovanej samotným objektom možno presne určiť jeho povrchovú teplotu, ktorá je objektívnym základom pre meranie teploty infračerveného žiarenia.
Čierne teleso je idealizovaný žiarič, ktorý absorbuje energiu žiarenia všetkých vlnových dĺžok, nemá odraz ani prenos energie a na svojom povrchu má emisivitu 1. Skutočné objekty v prírode však takmer nie sú čierne telesá. Na objasnenie a získanie distribučného zákona infračerveného žiarenia je potrebné v teoretickom výskume vybrať vhodný model. Toto je kvantovaný oscilátorový model žiarenia telesnej dutiny navrhnutý Planckom, teda odvodený zo zákona Planckovho žiarenia čierneho telesa, teda spektrálneho žiarenia čierneho telesa vyjadreného vlnovou dĺžkou, čo je východiskový bod všetkých teórií infračerveného žiarenia, takže je nazývaný zákon žiarenia čierneho telesa. Množstvo žiarenia všetkých skutočných objektov závisí nielen od vlnovej dĺžky žiarenia a teploty objektu, ale aj od druhu materiálu, z ktorého sa objekt skladá, spôsobu prípravy, tepelného procesu, stavu povrchu a podmienok prostredia. Preto, aby bol zákon žiarenia čierneho telesa aplikovateľný na všetky praktické predmety, musí sa zaviesť proporcionálny koeficient súvisiaci s materiálovými vlastnosťami a stavmi povrchu, teda emisivita. Tento koeficient udáva, ako blízko je tepelné žiarenie skutočného objektu žiareniu čierneho telesa a jeho hodnota je medzi nulou a hodnotou menšou ako 1. Podľa zákona o žiarení, pokiaľ je známa emisivita materiálu, charakteristiky infračerveného žiarenia akéhokoľvek objektu sú známe. Hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi emisivitu sú: typ materiálu, drsnosť povrchu, fyzikálna a chemická štruktúra a hrúbka materiálu.
Pri použití teplomera s infračerveným žiarením na meranie teploty cieľa je najprv potrebné zmerať infračervené žiarenie cieľa v jeho pásme a potom teplomer vypočíta teplotu meraného cieľa. Monochromatický pyrometer je úmerný množstvu žiarenia v rámci pásma; dvojfarebný pyrometer je úmerný pomeru množstva žiarenia v dvoch pásmach.
