Принцип на работа и системен състав на инфрачервения термометър
Инфрачервеният термометър се състои от оптична система, фотоелектрически детектор, усилвател на сигнала, обработка на сигнала, изходен дисплей и други части. Оптичната система събира енергията на целевото инфрачервено лъчение в своето зрително поле, а размерът на зрителното поле се определя от оптичните части на термометъра и неговата позиция. Инфрачервената енергия се фокусира върху фотодетектор и се преобразува в съответен електрически сигнал. Сигналът преминава през усилвателя и веригата за обработка на сигнала и се преобразува в стойността на температурата на измерената цел, след като се коригира според алгоритъма на вътрешната обработка на инструмента и излъчвателната способност на целта.
В природата всички обекти с температура по-висока от абсолютната нула непрекъснато излъчват инфрачервена радиационна енергия към околното пространство. Размерът на енергията на инфрачервеното лъчение на даден обект и нейното разпределение според дължината на вълната имат много тясна връзка с температурата на повърхността му. Следователно, чрез измерване на инфрачервената енергия, излъчвана от самия обект, температурата на неговата повърхност може да бъде точно определена, което е обективната основа за измерване на температурата на инфрачервеното лъчение.
Черното тяло е идеализиран радиатор, който абсорбира лъчиста енергия от всички дължини на вълната, няма отражение или предаване на енергия и има коефициент на излъчване 1 на повърхността си. Но реалните обекти в природата почти не са черни тела. За да се изясни и получи законът за разпределение на инфрачервеното лъчение, трябва да се избере подходящ модел в теоретичните изследвания. Това е квантуваният осцилаторен модел на радиацията на телесната кухина, предложен от Планк, като по този начин се извежда законът за радиацията на черното тяло на Планк, тоест спектралното излъчване на черното тяло, изразено чрез дължина на вълната, което е отправната точка на всички теории за инфрачервеното излъчване, така че е наречен закон за излъчването на черното тяло. Количеството радиация на всички действителни обекти зависи не само от дължината на вълната на излъчване и температурата на обекта, но и от вида на материала, съставляващ обекта, метода на подготовка, термичния процес, състоянието на повърхността и условията на околната среда. Следователно, за да се направи законът за излъчването на черното тяло приложим за всички практически обекти, трябва да се въведе пропорционален коефициент, свързан със свойствата на материала и повърхностните състояния, тоест излъчвателната способност. Този коефициент показва колко близо е топлинното излъчване на действителния обект до излъчването на черното тяло и стойността му е между нула и стойност по-малка от 1. Според закона за излъчването, стига да е известна емисионната способност на материала, характеристиките на инфрачервеното излъчване на всеки обект са известни. Основните фактори, влияещи върху емисионната способност, са: тип материал, грапавост на повърхността, физическа и химическа структура и дебелина на материала.
Когато се използва термометър с инфрачервено лъчение за измерване на температурата на цел, първо е необходимо да се измери инфрачервеното лъчение на целта в обхвата на обхвата й и след това температурата на измерената цел се изчислява от термометъра. Монохроматичният пирометър е пропорционален на количеството радиация в лентата; двуцветен пирометър е пропорционален на съотношението на количеството радиация в двете ленти.
