Prinsip Operasi dan Konfigurasi Sistem Termometer Inframerah
Termometer inframerah terdiri daripada sistem optik, pengesan fotoelektrik, penguat isyarat, unit pemprosesan isyarat, modul paparan dan output. Sistem optik mengumpul tenaga sinaran inframerah sasaran dalam bidang pandangannya. Saiz medan pandangan ditentukan oleh komponen optik termometer dan susunannya. Tenaga inframerah difokuskan pada pengesan fotoelektrik dan ditukar kepada isyarat elektrik yang sepadan. Isyarat melalui penguat dan litar pemprosesan isyarat. Selepas pengiraan menggunakan algoritma terbina dalam instrumen dan pembetulan berdasarkan pemancaran sasaran, isyarat ditukar kepada nilai suhu sasaran yang diukur.
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 berkait rapat dengan suhu permukaannya. Oleh itu, mengukur tenaga inframerah yang dipancarkan oleh objek itu sendiri membolehkan penentuan tepat suhu permukaannya. Ini membentuk asas objektif termometri sinaran inframerah.
Badan hitam adalah radiator yang ideal. Ia menyerap tenaga pancaran semua panjang gelombang tanpa pantulan atau penghantaran tenaga, dan pemancaran permukaannya sama dengan 1. Walau bagaimanapun, hampir tiada objek sebenar dalam alam semula jadi adalah badan hitam. Untuk memahami dan mendapatkan undang-undang pengedaran sinaran inframerah, model yang sesuai mesti dipilih untuk penyelidikan teori. Ini ialah model pengayun terkuantisasi bagi sinaran rongga yang dicadangkan oleh Planck, yang daripadanya undang-undang Planck tentang sinaran benda hitam diperoleh, menerangkan keluaran sinaran spektrum benda hitam sebagai fungsi panjang gelombang. Ia berfungsi sebagai titik permulaan untuk semua teori sinaran inframerah dan dikenali sebagai undang-undang sinaran badan hitam.
Kuantiti sinaran semua objek sebenar bergantung bukan sahaja pada panjang gelombang sinaran dan suhu objek, tetapi juga pada jenis bahan, kaedah penyediaan, proses terma, keadaan permukaan dan keadaan persekitaran. Oleh itu, untuk menggunakan undang-undang sinaran benda hitam kepada semua objek nyata, pekali berkadar yang berkaitan dengan sifat bahan dan keadaan permukaan mesti diperkenalkan, iaitu emisitiviti. Pekali ini menunjukkan betapa rapatnya sinaran haba objek sebenar menghampiri sinaran benda hitam, antara 0 dan kurang daripada 1. Menurut undang-undang sinaran, apabila emisiviti sesuatu bahan diketahui, ciri sinaran inframerahnya boleh ditentukan. Faktor utama yang mempengaruhi emisitiviti termasuk jenis bahan, kekasaran permukaan, struktur fizikokimia dan ketebalan bahan.
