Kort beskrivelse av arbeidsprinsippet for infrarøde termometre
Et infrarødt termometer består av et optisk system, fotodetektor, signalforsterker, signalbehandlingskrets, display og utgangsenhet. Det optiske systemet samler infrarød strålingsenergi fra målet innenfor synsfeltet. Størrelsen på synsfeltet bestemmes av termometerets optiske komponenter og deres layout. Den infrarøde energien fokuseres på fotodetektoren og omdannes til et tilsvarende elektrisk signal. Etter å ha passert gjennom forsterkeren og signalbehandlingskretsen, konverteres signalet til temperaturverdien til det målte målet, kalibrert av den innebygde algoritmen og målemissiviteten.
I naturen sender alle objekter med en temperatur over absolutt null kontinuerlig ut infrarød strålingsenergi til det omkringliggende rommet. Størrelsen på et objekts infrarøde strålingsenergi og dets bølgelengdefordeling har en nær sammenheng med overflatetemperaturen. Derfor kan overflatetemperaturen til et objekt måles nøyaktig ved å detektere den infrarøde energien som utstråles av objektet selv. Dette danner det objektive grunnlaget for termometri for infrarød stråling.
En blackbody er en ideell radiator. Den absorberer strålingsenergi av alle bølgelengder uten refleksjon eller overføring, og dens overflateemissivitet er lik 1. Imidlertid er nesten alle virkelige objekter i naturen ikke svarte kropper. For å studere lovene for distribusjon av infrarød stråling, må en passende teoretisk modell tas i bruk. Planck foreslo den kvantiserte oscillatormodellen for hulromsstråling, som avledet Plancks lov om svartlegemestråling, nemlig den spektrale utstrålingen til et svartlegeme uttrykt som en funksjon av bølgelengden. Dette er utgangspunktet for alle teorier om infrarød stråling og er kjent som loven om svartlegemestråling.
Strålingsmengden til virkelige objekter avhenger ikke bare av strålingsbølgelengde og objekttemperatur, men også av materialtype, fabrikasjonsmetode, termisk historie, overflatetilstand og omgivelsesforhold. Derfor, for å anvende svartlegemestrålingsloven på virkelige objekter, må en proporsjonal koeffisient relatert til materialegenskaper og overflatetilstand innføres, nemlig emissivitet. Denne koeffisienten indikerer hvor nært den termiske strålingen til en virkelig gjenstand nærmer seg den til et svart legeme, fra 0 til mindre enn 1. I henhold til strålingslovene kan den infrarøde strålingsegenskapene til ethvert objekt bestemmes når emissiviteten til materialet er kjent. Hovedfaktorene som påvirker emissiviteten inkluderer materialtype, overflateruhet, fysisk og kjemisk struktur og materialtykkelse.
Når måltemperaturen måles med et infrarødt strålingstermometer, oppdager instrumentet først den infrarøde strålingsmengden til målet innenfor spektralbåndet, og beregner deretter måltemperaturen. For enfargede termometre er avlesningen proporsjonal med strålingsmengden innenfor båndet. For tofargetermometre er avlesningen proporsjonal med forholdet mellom strålingsmengder fra to spektralbånd.
