Principiul de funcționare și compoziția sistemului termometrului cu infraroșu
Termometrul cu infraroșu este compus din sistem optic, detector fotoelectric, amplificator de semnal, procesare a semnalului, ieșire de afișare și alte părți. Sistemul optic adună energia radiației infraroșii țintă în câmpul său vizual, iar dimensiunea câmpului vizual este determinată de părțile optice ale termometrului și de poziția acestuia. Energia infraroșu este focalizată pe un fotodetector și convertită într-un semnal electric corespunzător. Semnalul trece prin amplificator și circuitul de procesare a semnalului și este convertit în valoarea temperaturii țintei măsurate după ce a fost corectat conform algoritmului de tratament intern al instrumentului și emisivitatea țintei.
În natură, toate obiectele cu o temperatură mai mare decât zero absolut emit în mod constant energie de radiație infraroșie în spațiul înconjurător. Mărimea energiei radiației infraroșii a unui obiect și distribuția acestuia în funcție de lungimea de undă au o relație foarte strânsă cu temperatura de suprafață a acestuia. Prin urmare, prin măsurarea energiei infraroșii radiate de obiectul însuși, temperatura suprafeței acestuia poate fi determinată cu precizie, care este baza obiectivă pentru măsurarea temperaturii radiației infraroșii.
Un corp negru este un radiator idealizat care absoarbe energia radiantă de toate lungimile de undă, nu are reflexie sau transmisie de energie și are o emisivitate de 1 pe suprafața sa. Cu toate acestea, obiectele reale din natură aproape că nu sunt corpuri negre. Pentru a clarifica și obține legea de distribuție a radiației infraroșii, în cercetarea teoretică trebuie selectat un model adecvat. Acesta este modelul oscilator cuantificat al radiației cavității corpului propus de Planck, astfel a derivată legea radiației corpului negru a lui Planck, adică radiația spectrală a corpului negru exprimată prin lungimea de undă, care este punctul de plecare al tuturor teoriilor radiației infraroșii, deci este numită legea radiației corpului negru. Cantitatea de radiație a tuturor obiectelor reale depinde nu numai de lungimea de undă a radiației și de temperatura obiectului, ci și de tipul de material care constituie obiectul, metoda de preparare, procesul termic, starea suprafeței și condițiile de mediu. Prin urmare, pentru a face legea radiației corpului negru aplicabilă tuturor obiectelor practice, trebuie introdus un coeficient proporțional legat de proprietățile materialelor și stările de suprafață, adică emisivitatea. Acest coeficient indică cât de aproape este radiația termică a obiectului real de radiația corpului negru, iar valoarea acestuia este între zero și o valoare mai mică de 1. Conform legii radiației, atâta timp cât se cunoaște emisivitatea materialului, sunt cunoscute caracteristicile radiației infraroșii ale oricărui obiect. Principalii factori care afectează emisivitatea sunt: tipul materialului, rugozitatea suprafeței, structura fizică și chimică și grosimea materialului.
Când utilizați un termometru cu radiații infraroșii pentru a măsura temperatura unei ținte, este mai întâi necesar să măsurați radiația infraroșie a țintei în intervalul său de bandă, iar apoi temperatura țintei măsurate este calculată de termometru. Un pirometru monocromatic este proporțional cu cantitatea de radiație dintr-o bandă; un pirometru cu două culori este proporțional cu raportul dintre cantitatea de radiație din cele două benzi.
