Αρχή λειτουργίας και χαρακτηριστικά του υπέρυθρου θερμομέτρου
1 Αρχή μέτρησης ακτινοβολίας μαύρου σώματος και υπέρυθρης θερμοκρασίας
Όλα τα αντικείμενα με θερμοκρασία μεγαλύτερη από το απόλυτο μηδέν εκπέμπουν συνεχώς ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στον περιβάλλοντα χώρο. Το μέγεθος της ενέργειας υπέρυθρης ακτινοβολίας ενός αντικειμένου και η κατανομή του ανάλογα με το μήκος κύματος έχουν πολύ στενή σχέση με τη θερμοκρασία της επιφάνειάς του. Επομένως, μετρώντας την υπέρυθρη ενέργεια που εκπέμπεται από το ίδιο το αντικείμενο, μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια η θερμοκρασία της επιφάνειάς του, η οποία είναι η αντικειμενική βάση για τη μέτρηση της θερμοκρασίας της υπέρυθρης ακτινοβολίας. ο
Νόμος ακτινοβολίας μαύρου σώματος: Ένα μαύρο σώμα είναι ένα εξιδανικευμένο θερμαντικό σώμα που απορροφά ενέργεια ακτινοβολίας όλων των μηκών κύματος, δεν έχει ανάκλαση και μετάδοση ενέργειας και έχει εκπομπή 1 στην επιφάνειά του και ο συντελεστής ανάκλασης άλλων υλικών είναι μικρότερος από 1, που ονομάζεται γκρίζο σώμα . Πρέπει να σημειωθεί ότι δεν υπάρχει πραγματικό μαύρο σώμα στη φύση, αλλά για να αποσαφηνιστεί και να ληφθεί ο νόμος κατανομής της υπέρυθρης ακτινοβολίας, πρέπει να επιλεγεί ένα κατάλληλο μοντέλο στη θεωρητική έρευνα, το οποίο είναι το κβαντισμένο μοντέλο ταλαντωτή της ακτινοβολίας της κοιλότητας του σώματος που προτείνεται από τον Planck, εξάγοντας έτσι τον νόμο του Planck για την ακτινοβολία μαύρου σώματος, δηλαδή τη φασματική ακτινοβολία του μαύρου σώματος που αντιπροσωπεύεται από το μήκος κύματος, είναι το σημείο εκκίνησης όλων των θεωριών υπέρυθρης ακτινοβολίας, γι' αυτό ονομάζεται νόμος της ακτινοβολίας μαύρου σώματος.
2 Χαρακτηριστικά του υπέρυθρου θερμομέτρου
Όλα τα αντικείμενα με θερμοκρασία μεγαλύτερη από το απόλυτο μηδέν εκπέμπουν συνεχώς ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στον περιβάλλοντα χώρο. Η κατανομή της ενέργειας υπέρυθρης ακτινοβολίας ανάλογα με το μήκος κύματος έχει πολύ στενή σχέση με τη θερμοκρασία της επιφάνειάς της. Επομένως, μετρώντας την υπέρυθρη ενέργεια που εκπέμπεται από το ίδιο το αντικείμενο, μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια η θερμοκρασία της επιφάνειάς του. Τα υπέρυθρα θερμόμετρα μπορούν να λαμβάνουν ενέργεια αόρατης υπέρυθρης ακτινοβολίας που εκπέμπεται από διάφορα αντικείμενα. Η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι το τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που βρίσκεται ανάμεσα στο ορατό φως και τα ραδιοκύματα. Όταν το όργανο μετρά τη θερμοκρασία, η ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας που εκπέμπεται από το μετρούμενο αντικείμενο μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα στον ανιχνευτή μέσω του οπτικού συστήματος του θερμομέτρου και η θερμοκρασία επιφάνειας του μετρούμενου αντικειμένου εμφανίζεται μέσω του τμήματος οθόνης του υπέρυθρου θερμομέτρου .
Χαρακτηριστικά του υπέρυθρου θερμομέτρου: μέτρηση χωρίς επαφή, μεγάλο εύρος θερμοκρασίας, γρήγορη απόκριση, υψηλή ευαισθησία. Ωστόσο, λόγω της επίδρασης της εκπομπής του μετρούμενου αντικειμένου, είναι σχεδόν αδύνατο να μετρηθεί η πραγματική θερμοκρασία του μετρούμενου αντικειμένου και μετράται η θερμοκρασία της επιφάνειας.
