Infraraudonųjų spindulių termometro veikimo principas ir sistemos sudėtis
Infraraudonųjų spindulių termometrą sudaro optinė sistema, fotoelektrinis detektorius, signalo stiprintuvas, signalo apdorojimas, ekrano išvestis ir kitos dalys. Optinė sistema surenka tikslinės infraraudonosios spinduliuotės energiją savo regėjimo lauke, o matymo lauko dydį lemia optinės termometro dalys ir jo padėtis. Infraraudonųjų spindulių energija sufokusuojama į fotodetektorių ir paverčiama atitinkamu elektriniu signalu. Signalas praeina per stiprintuvą ir signalų apdorojimo grandinę, o ištaisius pagal instrumento vidinio apdorojimo algoritmą ir taikinio spinduliavimo koeficientą, konvertuojamas į išmatuoto taikinio temperatūros vertę.
Gamtoje visi objektai, kurių temperatūra aukštesnė nei absoliutus nulis, nuolat skleidžia infraraudonosios spinduliuotės energiją į supančią erdvę. Objekto infraraudonosios spinduliuotės energijos dydis ir jos pasiskirstymas pagal bangos ilgį yra labai glaudžiai susiję su jo paviršiaus temperatūra. Todėl matuojant paties objekto spinduliuojamą infraraudonąją energiją galima tiksliai nustatyti jo paviršiaus temperatūrą, kuri yra objektyvus infraraudonosios spinduliuotės temperatūros matavimo pagrindas.
Juodasis kūnas yra idealizuotas radiatorius, kuris sugeria visų bangų ilgių spinduliavimo energiją, neatsispindi ar neperduoda energijos, o jo paviršiaus spinduliavimo koeficientas yra 1. Tačiau tikrieji gamtos objektai beveik nėra juodi kūnai. Norint išsiaiškinti ir gauti infraraudonosios spinduliuotės pasiskirstymo dėsnį, teoriniame tyrime turi būti parinktas atitinkamas modelis. Tai yra Plancko pasiūlytas kvantuotas kūno ertmės spinduliuotės osciliatoriaus modelis, išvestas Plancko juodojo kūno spinduliuotės dėsnis, tai yra juodo kūno spektrinis spinduliavimas, išreikštas bangos ilgiu, kuris yra visų infraraudonosios spinduliuotės teorijų atskaitos taškas. vadinamas juodojo kūno spinduliavimo dėsniu. Visų faktinių objektų spinduliuotės kiekis priklauso ne tik nuo spinduliuotės bangos ilgio ir objekto temperatūros, bet ir nuo objektą sudarančios medžiagos rūšies, paruošimo būdo, terminio proceso, paviršiaus būklės ir aplinkos sąlygų. Todėl, norint, kad juodojo kūno spinduliavimo dėsnis būtų taikomas visiems praktiškiems objektams, reikia įvesti proporcinį koeficientą, susijusį su medžiagos savybėmis ir paviršiaus būsenomis, tai yra spinduliuotė. Šis koeficientas parodo, kiek tikrojo objekto šiluminė spinduliuotė yra artima juodojo kūno spinduliuotei, o jo reikšmė yra nuo nulio iki mažesnės nei 1 reikšmės. Pagal spinduliavimo dėsnį, jei žinoma medžiagos spinduliuotė, t. žinomos bet kurio objekto infraraudonosios spinduliuotės charakteristikos. Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos spinduliuotei, yra: medžiagos tipas, paviršiaus šiurkštumas, fizinė ir cheminė struktūra bei medžiagos storis.
Naudojant infraraudonųjų spindulių termometrą taikinio temperatūrai matuoti, pirmiausia reikia išmatuoti taikinio infraraudonąją spinduliuotę jo diapazone, o tada termometru apskaičiuojama išmatuoto taikinio temperatūra. Monochromatinis pirometras yra proporcingas spinduliuotės kiekiui juostoje; dviejų spalvų pirometras yra proporcingas spinduliuotės kiekio santykiui dviejose juostose.
