Princip rada i sastav sistema infracrvenog termometra
Infracrveni termometar se sastoji od optičkog sistema, fotoelektričnog detektora, pojačala signala, obrade signala, izlaza na ekranu i drugih delova. Optički sistem prikuplja ciljnu energiju infracrvenog zračenja u svom vidnom polju, a veličina vidnog polja određena je optičkim dijelovima termometra i njegovom pozicijom. Infracrvena energija se fokusira na fotodetektor i pretvara u odgovarajući električni signal. Signal prolazi kroz pojačalo i kolo za obradu signala i pretvara se u temperaturnu vrijednost mjerene mete nakon što se koriguje prema algoritmu unutrašnjeg tretmana instrumenta i emisivnosti mete.
U prirodi, svi objekti čija je temperatura viša od apsolutne nule neprestano emituju energiju infracrvenog zračenja u okolni prostor. Veličina energije infracrvenog zračenja objekta i njena distribucija prema talasnoj dužini imaju veoma blisku vezu sa temperaturom njegove površine. Stoga se mjerenjem infracrvene energije koju zrači sam objekt može precizno odrediti temperatura njegove površine, što je objektivna osnova za mjerenje temperature infracrvenog zračenja.
Crno tijelo je idealizirani radijator koji apsorbira energiju zračenja svih valnih dužina, nema refleksiju ili prijenos energije i ima emisivnost 1 na svojoj površini. Međutim, stvarni objekti u prirodi gotovo da i nisu crna tijela. Da bi se razjasnio i dobio zakon raspodjele infracrvenog zračenja, u teorijskom istraživanju mora se odabrati odgovarajući model. Ovo je kvantizirani oscilatorni model zračenja šupljine tijela koji je predložio Planck, pa je tako izveden zakon Planckovog zračenja crnog tijela, odnosno spektralnog zračenja crnog tijela izraženog talasnom dužinom, što je polazna tačka svih teorija infracrvenog zračenja, pa je nazvan zakon zračenja crnog tijela. Količina zračenja svih stvarnih objekata ne zavisi samo od talasne dužine zračenja i temperature objekta, već i od vrste materijala koji čini objekat, načina pripreme, termičkog procesa, stanja površine i uslova okoline. Stoga, da bi zakon zračenja crnog tijela bio primjenjiv na sve praktične objekte, mora se uvesti proporcionalni koeficijent vezan za svojstva materijala i površinska stanja, odnosno emisivnost. Ovaj koeficijent pokazuje koliko je toplotno zračenje stvarnog objekta blisko zračenju crnog tijela, a njegova vrijednost je između nule i vrijednosti manje od 1. Prema zakonu zračenja, sve dok je emisivnost materijala poznata, karakteristike infracrvenog zračenja bilo kog objekta su poznate. Glavni faktori koji utiču na emisivnost su: vrsta materijala, hrapavost površine, fizička i hemijska struktura i debljina materijala.
Kada se termometar za infracrveno zračenje koristi za mjerenje temperature mete, prvo je potrebno izmjeriti infracrveno zračenje mete unutar njegovog opsega, a zatim termometar izračunava temperaturu mjerene mete. Monokromatski pirometar je proporcionalan količini zračenja unutar pojasa; dvobojni pirometar je proporcionalan omjeru količine zračenja u dva pojasa.
