Teorijski princip i primjena infracrvenih termometara
U prirodi, kada je temperatura objekta iznad apsolutne nule, on neprekidno emituje elektromagnetne talase u okolinu zbog unutrašnjeg toplotnog kretanja. Ovi talasi uključuju infracrveno zračenje u opsegu talasnih dužina od 0,75 µm do 100 µm. Karakteristično svojstvo je da, pri datoj temperaturi i talasnoj dužini, energija zračenja koju emituje objekat dostiže maksimum. Takva idealna supstanca se zove crno telo, sa emisivnošću postavljenom na 1. Sve druge supstance, sa emisivnošću manjom od 1, nazivaju se sivim tijelima.
Spektralna snaga zračenja P(λ,T) crnog tijela slijedi Planckov zakon kao funkciju apsolutne temperature T. Ovaj zakon opisuje snagu zračenja po jedinici površine crnog tijela na talasnoj dužini λ i apsolutnoj temperaturi T.
Kako temperatura raste, energija zračenja objekta postaje jača. Ovo je temelj teorije infracrvenog zračenja i osnova dizajna jednopojasnih infracrvenih termometara.
Kako temperatura raste, vrh zračenja se pomiče prema kraćim talasnim dužinama (lijevo), poštujući Wienov zakon pomaka: vršna talasna dužina je obrnuto proporcionalna apsolutnoj temperaturi T. Isprekidana linija predstavlja lokus ovih vršnih vrijednosti. Ovaj odnos objašnjava zašto visokotemperaturni termometri uglavnom rade na kratkim talasnim dužinama, dok niskotemperaturni termometri koriste duže talasne dužine.
Brzina promjene energije zračenja u odnosu na temperaturu veća je na kraćim talasnim dužinama nego na dužim. Drugim rečima, termometri koji rade na kraćim talasnim dužinama imaju veći odnos signal-šum (veću osetljivost) i jače performanse protiv smetnji. U idealnom slučaju, termometri bi trebali biti dizajnirani da rade u blizini vršne valne dužine, posebno za niskotemperaturne i male mete, gdje je ovaj faktor posebno kritičan.
Drugi dio
Infracrveni termometar se sastoji od optičkog sistema, fotoelektričnog detektora, pojačivača signala, kola za obradu signala i izlaznog modula za prikaz. Zračenje iz mjerenog objekta i referentnog izvora modulira se modulatorom, a zatim ulazi u infracrveni detektor. Razlika između dva signala se pojačava inverznim pojačalom kako bi se regulisala temperatura izvora i koristio radijaciju. mjernog objekta. Displej tada pokazuje temperaturu svjetline mjerenog objekta.
