Funktionsprincipen för infraröda termometrar
Infraröd termometer består av optiskt system, fotodetektor, signalförstärkare, signalbehandling, displayutgång och andra delar. Det optiska systemet samlar in målenergin för infraröd strålning inom sitt synfält. Storleken på synfältet bestäms av termometerns optiska delar och deras positioner. Den infraröda energin fokuseras på fotodetektorn och omvandlas till en motsvarande elektrisk signal. Signalen passerar genom förstärkaren och signalbehandlingskretsen och omvandlas till temperaturvärdet för det uppmätta målet efter korrigering enligt instrumentets interna behandlingsalgoritm och målemissiviteten.
I naturen sänder alla föremål med en temperatur över noll ständigt ut infraröd strålningsenergi till det omgivande rummet. Mängden infraröd strålningsenergi hos ett föremål och dess fördelning efter våglängd är nära relaterad till dess yttemperatur. Därför, genom att mäta den infraröda energin som utstrålas av objektet självt, kan dess yttemperatur mätas exakt. Detta är den objektiva grund på vilken temperaturmätning av infraröd strålning baseras.
En svart kropp är en idealisk radiator som absorberar strålningsenergi av alla våglängder utan energireflektion eller överföring, och dess ytemissionsförmåga är 1. Men nästan alla faktiska objekt som finns i naturen är inte svarta kroppar. För att förtydliga och få fram distributionsreglerna för infraröd strålning måste en lämplig modell väljas i teoretisk forskning. Detta är den kvantiserade oscillatormodellen av strålning från kroppens hålighet som föreslagits av Planck. Plancks lag för svartkroppsstrålning härleddes, det vill säga den svarta kroppens spektrala strålning uttryckt i våglängd. Detta är utgångspunkten för alla teorier om infraröd strålning, så det kallas den svarta kroppens strålningslag. Strålningsmängden för alla faktiska objekt beror inte bara på strålningsvåglängden och objektets temperatur, utan också på faktorer som materialtyp, beredningsmetod, termisk process, yttillstånd och objektets miljöförhållanden. Därför, för att göra den svarta kroppsstrålningslagen tillämplig på alla verkliga objekt, måste en proportionell koefficient relaterad till materialegenskaperna och yttillståndet införas, det vill säga emissiviteten. Denna koefficient representerar hur nära värmestrålningen från ett verkligt objekt är svartkroppsstrålning och har ett värde mellan noll och ett värde mindre än 1. Enligt strålningslagen, så länge som materialets emissivitet är känd, är den infraröda strålningens egenskaper. av vilket föremål som helst kan vara känt. De viktigaste faktorerna som påverkar emissiviteten är: materialtyp, ytjämnhet, fysikalisk och kemisk struktur samt materialtjocklek.
När man använder en infraröd strålningstermometer för att mäta temperaturen på ett mål, måste mängden infraröd strålning från målet inom dess bandområde först mätas, och sedan beräknas temperaturen på det uppmätta målet av termometern. En enfärgstermometer är proportionell mot mängden strålning inom bandet; en tvåfärgstermometer är proportionell mot förhållandet mellan mängden strålning i de två banden.
