Prinsip Kerja dan Komposisi 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 dari 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. Selepas melalui penguat dan litar pemprosesan isyarat, isyarat ditukar kepada nilai suhu sasaran yang diukur berdasarkan algoritma terbina dalam dan pembetulan pelepasan 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 taburannya ke atas panjang gelombang mempunyai hubungan yang sangat rapat dengan suhu permukaannya. Oleh itu, suhu permukaan boleh ditentukan dengan tepat dengan mengukur tenaga inframerah yang dipancarkan oleh objek itu sendiri. Ini adalah asas objektif termometri sinaran inframerah.
Badan hitam adalah radiator yang ideal. Ia menyerap tenaga pancaran semua panjang gelombang tanpa pantulan atau penghantaran, 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 yang mengawal pengagihan sinaran inframerah, model teori yang sesuai mesti diguna pakai untuk penyelidikan: model pengayun terkuantisasi sinaran rongga yang dicadangkan oleh Planck. Ini membawa kepada undang-undang Planck tentang sinaran benda hitam, yang 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 fabrikasi, sejarah haba, keadaan permukaan dan faktor persekitaran. Oleh itu, untuk menggunakan undang-undang sinaran badan hitam pada objek sebenar, 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, dan nilainya berjulat antara 0 dan kurang daripada 1. Menurut undang-undang sinaran, ciri sinaran inframerah bagi mana-mana objek boleh diketahui setelah emisiviti bahan diperolehi. Faktor utama yang mempengaruhi emisitiviti termasuk jenis bahan, kekasaran permukaan, struktur fizikokimia dan ketebalan bahan.
Apabila mengukur suhu sasaran dengan termometer sinaran inframerah, instrumen terlebih dahulu mengukur kuantiti sinaran inframerah sasaran dalam jalur gelombang kerjanya, kemudian mengira suhu sasaran. Termometer monokromatik adalah berkadar dengan kuantiti sinaran dalam satu jalur gelombang, manakala termometer dua warna adalah berkadar dengan nisbah kuantiti sinaran daripada dua jalur gelombang.
