Teoretisk prinsipp og anvendelse av infrarøde termometre
I naturen, når en gjenstands temperatur er over absolutt null, sender den kontinuerlig ut elektromagnetiske bølger til omgivelsene på grunn av intern termisk bevegelse. Disse bølgene inkluderer infrarød stråling i bølgelengdeområdet 0,75 µm til 100 µm. En karakteristisk egenskap er at ved en gitt temperatur og bølgelengde når strålingsenergien som sendes ut av et objekt et maksimum. Et slikt ideelt stoff kalles en svart kropp, med en emissivitet satt til 1. Alle andre stoffer, med emissivitet mindre enn 1, omtales som gråkropper.
Den spektrale strålingseffekten P(λ,T) til et svartlegeme følger Plancks lov som en funksjon av absolutt temperatur T. Denne loven beskriver strålingseffekten per arealenhet til et svartlegeme ved bølgelengde λ og absolutt temperatur T.
Når temperaturen øker, blir strålingsenergien til et objekt sterkere. Dette er grunnlaget for teorien om infrarød stråling og designgrunnlaget for enkeltbånds infrarøde termometre.
Når temperaturen stiger, skifter strålingstoppen mot kortere bølgelengder (til venstre), i samsvar med Wiens forskyvningslov: toppbølgelengden er omvendt proporsjonal med den absolutte temperaturen T. Den stiplede linjen representerer stedet for disse toppverdiene. Dette forholdet forklarer hvorfor høytemperaturtermometre stort sett opererer ved korte bølgelengder, mens lavtemperaturtermometre bruker lengre bølgelengder.
Hastigheten for endring av strålingsenergi med hensyn til temperatur er større ved kortere bølgelengder enn ved lengre. Med andre ord har termometre som opererer ved kortere bølgelengder et høyere signal-til-støy-forhold (høyere følsomhet) og sterkere anti-interferens ytelse. Termometre bør ideelt sett utformes for å operere nær toppen av bølgelengden, spesielt for lav temperatur og små mål, der denne faktoren er spesielt kritisk.
Del to
Et infrarødt termometer består av et optisk system, en fotoelektrisk detektor, en signalforsterker, signalbehandlingskretser og en displayutgangsmodul. Stråling fra det målte objektet og en referansekilde moduleres av en modulator og sendes deretter til den infrarøde detektoren. Forskjellen mellom de to signalene forsterkes av en invers forsterker og brukes til å kontrollere referansekildens temperatur slik at dens måling samsvarer med referansekildens temperatur. objekt. Displayet viser deretter lysstyrketemperaturen til det målte objektet.
