Princíp činnosti infračerveného teplomera
Pochopenie princípu fungovania, technických ukazovateľov, pracovných podmienok prostredia, prevádzky a údržby infračervených teplomerov je základom pre správny výber a používanie infračervených teplomerov. Infračervený teplomer sa skladá z optického systému, fotoelektrického detektora, zosilňovača signálu, spracovania signálu, výstupu na displej a ďalších častí. Optický systém zbiera cieľovú energiu infračerveného žiarenia vo svojom zornom poli a veľkosť zorného poľa je určená optickými časťami a polohou teplomera. Infračervená energia je zameraná na fotodetektor a premenená na zodpovedajúci elektrický signál. Signál je po kalibrácii zosilňovačom a obvodom spracovania signálu prevedený na hodnotu teploty meraného cieľa podľa algoritmu vo vnútri prístroja a emisivity cieľa. Okrem toho by sa mali zvážiť aj podmienky prostredia cieľa a teplomera, ako je vplyv faktorov, ako je teplota, atmosféra, znečistenie a rušenie, na ukazovatele výkonnosti a metódu korekcie.
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. a
Zákon o žiarení čierneho telesa: Čierne teleso je idealizovaný žiarič, ktorý pohlcuje energiu žiarenia všetkých vlnových dĺžok, nemá odraz a neprenáša energiu a na svojom povrchu má emisivitu 1. Je potrebné zdôrazniť, že v prírode neexistuje žiadne skutočné čierne teleso, ale na objasnenie a získanie distribučného zákona infračerveného žiarenia je potrebné v teoretickom výskume zvoliť vhodný model, ktorým je navrhnutý kvantovaný oscilátorový model žiarenia telesnej dutiny. Planckom, teda odvodením Planckovho zákona žiarenia čierneho telesa, teda spektrálneho žiarenia čierneho telesa reprezentovaného vlnovou dĺžkou, je východiskovým bodom všetkých teórií infračerveného žiarenia, preto sa nazýva zákon žiarenia čierneho telesa.
Vplyv emisivity objektu na meranie teploty žiarenia: skutočné objekty existujúce v prírode takmer nie sú čierne telesá. Množstvo žiarenia všetkých skutočných objektov nezávisí len od vlnovej dĺžky žiarenia a teploty objektu, ale aj od typu 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. Monochromatické pyrometre sú úmerné množstvu žiarenia v rámci pásma; dvojfarebné pyrometre sú úmerné pomeru množstva žiarenia v dvoch pásmach.
Infračervený systém: Infračervený teplomer sa skladá z optického systému, fotodetektora, zosilňovača signálu, spracovania signálu, výstupu displeja 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.
