Arbetsprincip och systemsammansättning av infraröd termometer
Den infraröda termometern består av optiskt system, fotoelektrisk detektor, signalförstärkare, signalbehandling, displayutgång och andra delar. Det optiska systemet samlar in målenergin för infraröd strålning i sitt synfält, och storleken på synfältet bestäms av termometerns optiska delar och dess position. Infraröd energi fokuseras på en fotodetektor och omvandlas till en motsvarande elektrisk signal. Signalen passerar genom förstärkaren och signalbehandlingskretsen och omvandlas till temperaturvärdet för det uppmätta målet efter att ha korrigerats enligt algoritmen för den interna behandlingen av instrumentet och målets emissivitet.
I naturen sänder alla objekt med en temperatur högre än den absoluta nollpunkten ständigt ut infraröd strålningsenergi till det omgivande rummet. Storleken på den infraröda strålningsenergin hos ett föremål och dess fördelning enligt våglängden har ett mycket nära samband med dess yttemperatur. Därför, genom att mäta den infraröda energin som utstrålas av objektet självt, kan dess yttemperatur bestämmas exakt, vilket är den objektiva grunden för temperaturmätning av infraröd strålning.
En svartkropp är en idealiserad radiator som absorberar strålningsenergi av alla våglängder, har ingen reflektion eller överföring av energi och har en emissivitet på 1 på sin yta. Men de faktiska föremålen i naturen är nästan inte svarta kroppar. För att klargöra och erhålla distributionslagen för infraröd strålning måste en lämplig modell väljas i teoretisk forskning. Detta är den kvantiserade oscillatormodellen av kroppshålighetsstrålning som föreslagits av Planck, härledde alltså lagen för Plancks svarta kroppsstrålning, det vill säga den svarta kroppens spektralstrålning uttryckt av våglängd, vilket är utgångspunkten för alla teorier om infraröd strålning, så det är kallas lagen för svart kroppsstrålning. Strålningsmängden för alla faktiska objekt beror inte bara på strålningsvåglängden och objektets temperatur, utan också på typen av material som utgör objektet, beredningsmetod, termisk process, yttillstånd och miljöförhållanden. För att göra lagen om svartkroppsstrålning tillämplig på alla praktiska föremål måste därför en proportionell koefficient relaterad till materialegenskaper och yttillstånd införas, det vill säga emissivitet. Denna koefficient indikerar hur nära den termiska strålningen från det faktiska föremålet är den svarta kroppsstrålningen, och dess värde är mellan noll och ett värde mindre än 1. Enligt strålningslagen, så länge som materialets emissivitet är känd, den infraröda strålningsegenskaperna för alla föremål är kända. De viktigaste faktorerna som påverkar emissiviteten är: materialtyp, ytjämnhet, fysikalisk och kemisk struktur och materialtjocklek.
När man använder en infraröd strålningstermometer för att mäta temperaturen på ett mål, är det först nödvändigt att mäta den infraröda strålningen från målet inom dess bandområde, och sedan beräknas temperaturen på det uppmätta målet av termometern. En monokromatisk pyrometer är proportionell mot mängden strålning inom ett band; en tvåfärgspyrometer är proportionell mot förhållandet mellan mängden strålning i de två banden.
