Принцип рада и састав система инфрацрвених термометара
Инфрацрвени термометар се састоји од оптичког система, фотоелектричног детектора, појачивача сигнала, јединице за обраду сигнала, дисплеја и излазног модула. Оптички систем прикупља енергију инфрацрвеног зрачења од мете у свом видном пољу. Величина видног поља одређена је оптичким компонентама термометра и њиховим распоредом. Инфрацрвена енергија се фокусира на фотоелектрични детектор и претвара у одговарајући електрични сигнал. Након проласка кроз појачало и коло за обраду сигнала, сигнал се конвертује у вредност температуре мерене мете на основу уграђених алгоритама и корекције емисивности циља.
У природи, сви објекти са температуром изнад апсолутне нуле непрекидно емитују енергију инфрацрвеног зрачења у околни простор. Величина инфрацрвене енергије зрачења објекта и његова дистрибуција по таласним дужинама имају веома блиску везу са температуром његове површине. Због тога се температура површине може тачно одредити мерењем инфрацрвене енергије коју зрачи сам објекат. Ово је објективна основа термометрије инфрацрвеног зрачења.
Црно тело је идеалан радијатор. Он апсорбује енергију зрачења свих таласних дужина без рефлексије или трансмисије, а његова површинска емисивност је једнака 1. Међутим, готово ниједан прави објекат у природи није црно тело. Да би се разумели и добили закони који регулишу дистрибуцију инфрацрвеног зрачења, мора се усвојити одговарајући теоријски модел за истраживање: модел квантизованог осцилатора зрачења шупљине који је предложио Планк. Ово доводи до Планковог закона зрачења црног тела, који описује спектралну ексистенцију зрачења црног тела као функцију таласне дужине. Он служи као полазна тачка за све теорије инфрацрвеног зрачења и познат је као закон о зрачењу црног тела. Количина зрачења свих стварних објеката зависи не само од таласне дужине зрачења и температуре објекта, већ и од врсте материјала, методе израде, термичке историје, стања површине и фактора околине. Стога, да би се закон о зрачењу црног тела применио на стварне објекте, мора се увести пропорционални коефицијент који се односи на својства материјала и површинске услове – односно емисивност. Овај коефицијент показује колико је топлотно зрачење стварног објекта приближно зрачењу црног тела, а његова вредност се креће између 0 и мање од 1. Према законима зрачења, карактеристике инфрацрвеног зрачења било ког објекта могу бити познате када се добије емисивност материјала. Главни фактори који утичу на емисивност укључују тип материјала, храпавост површине, физичко-хемијску структуру и дебљину материјала.
Када мери циљну температуру термометром за инфрацрвено зрачење, инструмент прво мери количину инфрацрвеног зрачења мете у оквиру свог радног таласног опсега, а затим израчунава циљну температуру. Монохроматски термометар је пропорционалан количини зрачења унутар једног таласног опсега, док је двобојни термометар пропорционалан односу количина зрачења из два таласна опсега.
