Princip činnosti a systémové složení infračerveného teploměru
Infračervený teploměr se skládá z optického systému, fotoelektrického detektoru, zesilovače signálu, zpracování signálu, výstupu na displej a dalších částí. Optický systém shromažďuje cílovou energii infračerveného záření ve svém zorném poli a velikost zorného pole je určena optickými částmi teploměru a jeho polohou. Infračervená energie je soustředěna na fotodetektor a přeměněna na odpovídající elektrický signál. Signál prochází zesilovačem a obvodem zpracování signálu a po korekci podle algoritmu vnitřní úpravy přístroje a emisivity cíle je převeden na hodnotu teploty měřeného cíle.
V přírodě všechny objekty s teplotou vyšší než absolutní nula neustále vyzařují energii infračerveného záření do okolního prostoru. Velikost energie infračerveného záření objektu a jeho rozložení podle vlnové délky velmi úzce souvisí s jeho povrchovou teplotou. Proto měřením infračervené energie vyzařované samotným objektem lze přesně určit jeho povrchovou teplotu, která je objektivním základem pro měření teploty infračerveného záření.
Černé těleso je idealizovaný zářič, který pohlcuje zářivou energii všech vlnových délek, nemá odraz ani přenos energie a na svém povrchu má emisivitu 1. Skutečné objekty v přírodě však téměř nejsou černá tělesa. Pro objasnění a získání distribučního zákona infračerveného záření je třeba v teoretickém výzkumu vybrat vhodný model. Toto je kvantovaný oscilátorový model záření tělesné dutiny navržený Planckem, tedy odvozený ze zákona Planckova záření černého tělesa, tedy spektrálního záření černého tělesa vyjádřeného vlnovou délkou, což je výchozí bod všech teorií infračerveného záření, takže je tzv. zákon záření černého tělesa. Množství záření všech skutečných objektů závisí nejen na vlnové délce záření a teplotě objektu, ale také na druhu materiálu tvořícího objekt, způsobu přípravy, tepelném procesu, stavu povrchu a podmínkách prostředí. Proto, aby byl zákon záření černého tělesa použitelný na všechny praktické objekty, musí být zaveden proporcionální koeficient související s materiálovými vlastnostmi a stavy povrchu, tedy emisivita. Tento koeficient udává, jak blízko je tepelné záření skutečného objektu záření černého tělesa a jeho hodnota je mezi nulou a hodnotou menší než 1. Podle zákona záření, pokud je známa emisivita materiálu, charakteristiky infračerveného záření jakéhokoli objektu jsou známé. Hlavní faktory ovlivňující emisivitu jsou: typ materiálu, drsnost povrchu, fyzikální a chemická struktura a tloušťka materiálu.
Při použití teploměru s infračerveným zářením k měření teploty cíle je nejprve nutné změřit infračervené záření cíle v jeho pásmovém rozsahu a poté je teploměrem vypočítána teplota měřeného cíle. Monochromatický pyrometr je úměrný množství záření v rámci pásma; dvoubarevný pyrometr je úměrný poměru množství záření ve dvou pásmech.
