Teoria de bază a termometrelor cu infraroșu
În 1672, s-a descoperit că lumina soarelui (lumina albă) este compusă din diferite culori de lumină, iar Newton a concluzionat că lumina monocromatică are proprietăți mai simple decât lumina albă. Prin utilizarea unei prisme spectroscopice, lumina soarelui (lumina albă) este descompusă în lumină monocromatică de diferite culori, cum ar fi roșu, portocaliu, galben, verde, cyan, albastru și violet. În 1800, fizicianul britanic F W. Când Huxle a studiat diverse culori ale luminii din perspectiva căldurii, a descoperit radiația infraroșie. Când a studiat căldura diferitelor culori de lumină, a blocat intenționat singura fereastră a camerei întunecate cu o tablă întunecată și a deschis o gaură dreptunghiulară pe placă, în interiorul căreia a instalat o prismă de separare. Când lumina soarelui trece printr-o prismă, aceasta este descompusă în benzi de lumină colorate, iar un termometru este folosit pentru a măsura căldura conținută în diferite culori în benzile de lumină. Pentru a compara cu temperatura ambiantă, Herschel a folosit mai multe termometre plasate lângă banda de lumină colorată pentru a măsura temperatura ambiantă. În experiment, el a dat peste un fenomen ciudat: un termometru plasat în afara benzii de lumină roșie avea o citire mai mare decât alte temperaturi interioare. După experimente repetate, așa-numita zonă de temperatură înaltă cu cea mai mare căldură este întotdeauna situată în afara luminii roșii, la marginea extremă a benzii de lumină. Așa că el a anunțat că pe lângă lumina vizibilă, există și o „linie fierbinte” invizibilă în radiația emisă de soare, care se află în afara luminii roșii și se numește infraroșu. Infraroșul este o undă electromagnetică cu aceeași esență ca undele radio și lumina vizibilă. Descoperirea infraroșului este un salt în înțelegerea umană a naturii, deschizând o cale nouă și largă pentru cercetarea, utilizarea și dezvoltarea tehnologiei infraroșu.
Lungimea de undă a infraroșului este cuprinsă între 0.76-100 μ M poate fi împărțit în patru categorii în funcție de intervalul de lungimi de undă: infraroșu apropiat, infraroșu mediu, infraroșu îndepărtat și infraroșu extrem de îndepărtat. Poziția sa în spectrul continuu al undelor electromagnetice se află în zona dintre undele radio și lumina vizibilă. Radiația infraroșie este cel mai răspândit tip de radiație unde electromagnetice care există în natură. Se bazează pe faptul că orice obiect dintr-un mediu convențional își va genera propriile molecule și atomi în mișcare neregulată, radiind constant energie termică infraroșie. Cu cât mișcarea moleculelor și atomilor este mai intensă, cu atât energia radiației este mai mare și invers, cu atât energia radiației este mai mică.
Obiectele cu temperaturi peste zero absolut vor emite radiații infraroșii datorită propriei mișcări moleculare. După conversia semnalului de putere radiat de un obiect într-un semnal electric printr-un detector în infraroșu, semnalul de ieșire al dispozitivului de imagistică poate simula pe deplin distribuția spațială a temperaturii de suprafață a obiectului scanat unul câte unul. După ce este prelucrat de un sistem electronic, acesta este transmis pe ecranul de afișare pentru a obține o imagine termică corespunzătoare distribuției termice la suprafață a obiectului. Prin utilizarea acestei metode, se pot realiza imagini termice de la distanță și măsurarea temperaturii țintei și se pot face analize și judecate.
