Penerangan Ringkas Prinsip Kerja Termometer Inframerah
Termometer inframerah terdiri daripada sistem optik, pengesan foto, penguat isyarat, litar pemprosesan isyarat, unit paparan dan output. Sistem optik mengumpul tenaga sinaran inframerah dari sasaran dalam bidang pandangannya. Saiz medan pandangan ditentukan oleh komponen optik termometer dan susun aturnya. Tenaga inframerah difokuskan pada pengesan foto dan ditukar kepada isyarat elektrik yang sepadan. Selepas melalui penguat dan litar pemprosesan isyarat, isyarat ditukar kepada nilai suhu sasaran yang diukur, ditentukur oleh algoritma terbina dalam dan pemancar sasaran.
Secara semula jadi, semua objek dengan suhu melebihi sifar mutlak secara berterusan memancarkan tenaga sinaran inframerah ke ruang sekeliling. Magnitud tenaga sinaran inframerah objek dan taburan panjang gelombangnya mempunyai hubungan rapat dengan suhu permukaannya. Oleh itu, suhu permukaan sesuatu objek boleh diukur dengan tepat dengan mengesan tenaga inframerah yang dipancarkan oleh objek itu sendiri. Ini membentuk asas objektif termometri sinaran inframerah.
Badan hitam adalah radiator yang ideal. Ia menyerap tenaga pancaran semua panjang gelombang tanpa pantulan atau penghantaran, dan emisiviti permukaannya adalah sama dengan 1. Walau bagaimanapun, hampir semua objek sebenar dalam alam semula jadi bukanlah badan hitam. Untuk mengkaji undang-undang pengedaran sinaran inframerah, model teori yang sesuai mesti diguna pakai. Planck mencadangkan model pengayun terkuantisasi untuk sinaran rongga, yang memperoleh hukum Planck tentang sinaran benda hitam, iaitu sinaran spektrum benda hitam yang dinyatakan sebagai fungsi panjang gelombang. Ini adalah titik permulaan semua teori sinaran inframerah dan dikenali sebagai undang-undang sinaran badan hitam.
Kuantiti sinaran objek sebenar bergantung bukan sahaja pada panjang gelombang sinaran dan suhu objek, tetapi juga pada jenis bahan, kaedah fabrikasi, sejarah terma, keadaan permukaan dan keadaan ambien. Oleh itu, untuk menggunakan undang-undang sinaran badan hitam kepada objek sebenar, pekali berkadar yang berkaitan dengan sifat bahan dan keadaan permukaan mesti diperkenalkan, iaitu emisitiviti. Pekali ini menunjukkan betapa rapatnya sinaran terma objek sebenar menghampiri benda hitam, antara 0 hingga kurang daripada 1. Menurut undang-undang sinaran, ciri sinaran inframerah bagi mana-mana objek boleh ditentukan setelah emisitiviti bahan diketahui. Faktor utama yang mempengaruhi emisitiviti termasuk jenis bahan, kekasaran permukaan, struktur fizikal dan kimia, dan ketebalan bahan.
Apabila mengukur suhu sasaran dengan termometer sinaran inframerah, instrumen mula-mula mengesan kuantiti sinaran inframerah sasaran dalam jalur spektrumnya, kemudian mengira suhu sasaran. Untuk termometer satu warna, bacaan adalah berkadar dengan kuantiti sinaran dalam jalur. Untuk termometer dua warna, bacaan adalah berkadar dengan nisbah kuantiti sinaran daripada dua jalur spektrum.
