Principper og sammensætning af infrarøde termometre
Temperaturmålingsprincippet for et infrarødt termometer er at omdanne den strålingsenergi, der udsendes af en genstand (såsom smeltet stål) til et elektrisk signal. Størrelsen af den infrarøde strålingsenergi svarer til temperaturen på selve objektet (såsom smeltet stål). Baseret på størrelsen af det konverterede elektriske signal kan temperaturen på objektet (såsom smeltet stål) bestemmes.
Funktionsprincip for infrarødt termometer
Det infrarøde termometer består af et optisk system, en fotodetektor, en signalforstærker, signalbehandling, displayudgang og andre komponenter. Det optiske system koncentrerer målets infrarøde strålingsenergi inden for dets synsfelt, og størrelsen af synsfeltet bestemmes af de optiske komponenter og deres positioner af termometeret. Infrarød energi fokuseres på fotodetektoren og omdannes til tilsvarende elektriske signaler. Signalet forstærkes og behandles af et signalbehandlingskredsløb og konverteres derefter til temperaturværdien af det målte mål efter at være blevet kalibreret i henhold til algoritmen og målemissionsevnen for instrumentets interne terapi.
I naturen udsender alle objekter med temperaturer over det absolutte nulpunkt konstant infrarød strålingsenergi til det omgivende rum. De
størrelse og bølgelængdefordeling af infrarød strålingsenergi fra et objekt er tæt forbundet med dets overfladetemperatur. Ved at måle den infrarøde energi, der udstråles af et objekt selv, kan dets overfladetemperatur derfor bestemmes nøjagtigt, hvilket er det objektive grundlag for måling af infrarød strålingstemperatur.
En sort krop er en idealiseret radiator, der absorberer strålingsenergi af alle bølgelængder uden nogen form for refleksion eller transmission af energi, og dens overfladeemissionsevne er 1. De faktiske objekter, der findes i naturen, er dog næsten ikke sorte kroppe. For at klarlægge og opnå fordelingsloven for infrarød stråling skal der udvælges en passende model i teoretisk forskning. Dette er den kvantiserede oscillatormodel af kropshulstråling foreslået af Planck, som udledte Plancks lov om sortlegemestråling, nemlig den spektrale udstråling af sortlegemestråling udtrykt i bølgelængde. Dette er udgangspunktet for alle teorier om infrarød stråling, derfor kaldes det sortlegeme-strålingsloven. Strålingsniveauet for alle faktiske objekter afhænger ikke kun af objektets strålingsbølgelængde og temperatur, men også af faktorer som typen af materiale, forberedelsesmetode, termisk proces, overfladetilstand og miljøforhold, der udgør objektet. For at gøre loven om sortlegemestråling gældende for alle praktiske objekter, skal der derfor indføres en proportionalitetskoefficient relateret til materialeegenskaber og overfladetilstande, nemlig emissivitet. Denne koefficient repræsenterer den grad, i hvilken den termiske stråling af et faktisk objekt er tæt på sortlegeme-stråling, med værdier mellem nul og værdier mindre end 1. Ifølge strålingsloven, så længe et materiales emissivitet er kendt, er den infrarøde strålingskarakteristik af ethvert objekt kendt. De vigtigste faktorer, der påvirker emissiviteten, er: materialetype, overfladeruhed, fysisk og kemisk struktur og materialetykkelse.
