Hluboce pochopit princip fungování infračerveného teploměru
Infračervený teploměr se skládá z optického systému, fotodetektoru, zesilovače signálu, zpracování signálu, výstupu na displej a dalších komponent. Optický systém shromažďuje energii infračerveného záření cíle ve svém zorném poli a velikost zorného pole je určena optickými součástmi a jejich polohami teploměru. Infračervená energie je soustředěna na fotodetektor a přeměněna na odpovídající elektrické signály. Signál je po zesílení a zpracování obvodem zpracování signálu převeden na hodnotu teploty testovaného cíle a korigován podle algoritmu vnitřní úpravy přístroje a emisivity cíle.
V přírodě všechny objekty s teplotou nad nulou neustále vyzařují energii infračerveného záření do okolního prostoru. Velikost a rozložení vlnových délek energie infračerveného záření objektu úzce souvisí s jeho povrchovou teplotou. Měřením infračervené energie vyzařované samotným objektem lze tedy přesně změřit jeho povrchovou teplotu, což je objektivní základ pro měření teploty infračerveného záření.
Blackbody je idealizovaný zářič, který absorbuje energii záření všech vlnových délek bez jakéhokoli odrazu nebo přenosu energie. Jeho povrchová emisivita je 1. Téměř všechny skutečné objekty přítomné v přírodě však nejsou černá tělesa. Pro pochopení a získání distribučního zákona infračerveného záření je nutné v teoretickém výzkumu zvolit vhodný model, kterým je Planckem navrhovaný kvantovaný oscilátorový model záření tělesné dutiny. To vede k zákonu Planckova záření černého tělesa, což je spektrální záření černých těles vyjádřené ve vlnové délce. Toto je výchozí bod všech teorií infračerveného záření, odtud zákon záření černého tělesa. Množství záření všech skutečných objektů nezávisí pouze na vlnové délce záření a teplotě objektu, ale také na faktorech, jako je typ materiálu, způsob přípravy, tepelný proces, stav povrchu a podmínky prostředí, které tvoří objekt. Proto, aby zákon vyzařování černého tělesa platil pro všechny praktické objekty, je nutné zavést proporcionální koeficient související s materiálovými vlastnostmi a stavy povrchu, konkrétně emisivitu. Tento koeficient představuje blízkost mezi tepelným zářením skutečného objektu a zářením černého tělesa s hodnotou mezi nulou a hodnotou menší než 1. Podle zákona záření, pokud je známa emisivita materiálu, infračervené záření vyzařovací charakteristiky jakéhokoli objektu jsou známy. Mezi hlavní faktory ovlivňující emisivitu patří typ materiálu, drsnost povrchu, fyzikálně-chemická struktura a tloušťka materiálu.
Při měření teploty cíle pomocí teploměru infračerveného záření je prvním krokem změření infračerveného záření cíle v jeho rozsahu vlnových délek a poté teploměr vypočítá teplotu měřeného cíle. Monochromatický teploměr je úměrný množství záření v pásmu; Dvoubarevný teploměr je úměrný poměru záření v obou pásmech.
