Prinsipper og sammensetning av infrarøde termometre
Temperaturmålingsprinsippet til et infrarødt termometer er å konvertere strålingsenergien som sendes ut av en gjenstand (som smeltet stål) til et elektrisk signal. Størrelsen på den infrarøde strålingsenergien tilsvarer temperaturen til selve objektet (som smeltet stål). Basert på størrelsen på det konverterte elektriske signalet, kan temperaturen på objektet (som smeltet stål) bestemmes.
Arbeidsprinsipp for infrarødt termometer
Det infrarøde termometeret består av et optisk system, en fotodetektor, en signalforsterker, signalbehandling, displayutgang og andre komponenter. Det optiske systemet konsentrerer den infrarøde strålingsenergien til målet innenfor synsfeltet, og størrelsen på synsfeltet bestemmes av de optiske komponentene og deres posisjoner til termometeret. Infrarød energi fokuseres på fotodetektoren og omdannes til tilsvarende elektriske signaler. Signalet forsterkes og behandles av en signalbehandlingskrets, og konverteres deretter til temperaturverdien til det målte målet etter å ha blitt kalibrert i henhold til algoritmen og målemissiviteten til instrumentets interne terapi.
I naturen sender alle objekter med temperaturer over absolutt null konstant ut infrarød strålingsenergi inn i det omkringliggende rommet. De
størrelse og bølgelengdefordeling av infrarød strålingsenergi til et objekt er nært knyttet til overflatetemperaturen. Derfor, ved å måle den infrarøde energien som utstråles av et objekt selv, kan overflatetemperaturen bestemmes nøyaktig, som er det objektive grunnlaget for måling av infrarød strålingstemperatur.
En svartkropp er en idealisert radiator som absorberer strålingsenergi av alle bølgelengder uten refleksjon eller overføring av energi, og dens overflateemissivitet er 1. De faktiske objektene som eksisterer i naturen er imidlertid nesten ikke svarte kropper. For å avklare og få distribusjonsloven til infrarød stråling, må det velges en passende modell i teoretisk forskning. Dette er den kvantiserte oscillatormodellen av kroppshulestråling foreslått av Planck, som utledet Plancks lov om svartlegemestråling, nemlig den spektrale utstrålingen til svartlegemestråling uttrykt i bølgelengde. Dette er utgangspunktet for alle teorier om infrarød stråling, og derfor kalles det svartkroppsstrålingsloven. Strålingsnivået til alle faktiske objekter avhenger ikke bare av strålingsbølgelengden og temperaturen til objektet, men også av faktorer som type materiale, forberedelsesmetode, termisk prosess, overflatetilstand og miljøforhold som utgjør objektet. Derfor, for å gjøre svartlegemestrålingsloven gjeldende for alle praktiske objekter, må det innføres en proporsjonalitetskoeffisient knyttet til materialegenskaper og overflatetilstander, nemlig emissivitet. Denne koeffisienten representerer i hvilken grad den termiske strålingen til et faktisk objekt er nær svartlegemestråling, med verdier mellom null og verdier mindre enn 1. I henhold til strålingsloven, så lenge emissiviteten til et materiale er kjent, er den infrarøde strålingskarakteristikken til ethvert objekt kjent. Hovedfaktorene som påvirker emissiviteten er: materialtype, overflateruhet, fysisk og kjemisk struktur og materialtykkelse.
