Αρχή μέτρησης της ακτινοβολίας του μαύρου σώματος και της υπέρυθρης θερμοκρασίας
Όλα τα αντικείμενα με θερμοκρασίες πάνω από το απόλυτο μηδέν εκπέμπουν συνεχώς την υπέρυθρη ακτινοβολία ενέργειας στον περιβάλλοντα χώρο. Η κατανομή μεγέθους και μήκους κύματος της ενέργειας υπέρυθρης ακτινοβολίας ενός αντικειμένου συνδέεται στενά με τη θερμοκρασία της επιφάνειας του. Επομένως, με τη μέτρηση της υπέρυθρης ενέργειας που ακτινοβολείται από ένα αντικείμενο, η θερμοκρασία της επιφάνειας του μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια, η οποία είναι η αντικειμενική βάση για τη μέτρηση της θερμοκρασίας της υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Νόμος περί ακτινοβολίας Blackbody: Ένα μαύρο σώμα είναι ένα εξιδανικευμένο σώμα ακτινοβολίας που απορροφά την ακτινοβολία ενέργειας όλων των μηκών κύματος χωρίς αντανάκλαση ενέργειας ή μετάδοση ενέργειας. Η επιφανειακή του εκπομπή είναι 1 και ο συντελεστής αντανάκλασης άλλων ουσιών είναι μικρότερος από 1, ο οποίος ονομάζεται γκρίζο σώμα. Θα πρέπει να επισημανθεί ότι δεν υπάρχει αληθινό μαύρο σώμα στη φύση, αλλά για να διευκρινιστεί και να επιτευχθεί ο νόμος διανομής της υπέρυθρης ακτινοβολίας, πρέπει να επιλεγεί ένα κατάλληλο μοντέλο στη θεωρητική έρευνα. Αυτό είναι το μοντέλο κβαντισμένου ταλαντωτή της ακτινοβολίας της κοιλότητας του σώματος που προτάθηκε από τον Planck, το οποίο προέρχεται από το νόμο της ακτινοβολίας του Blackbody του Planck, δηλαδή τη φασματική ακτινοβολία της ακτινοβολίας του μαύρου σώματος που εκφράζεται σε μήκος κύματος. Αυτό είναι το σημείο εκκίνησης όλων των θεωριών υπέρυθρης ακτινοβολίας, επομένως ονομάζεται νόμος περί ακτινοβολίας Blackbody.
Χαρακτηριστικά του υπέρυθρου θερμόμετρο
Τα αντικείμενα με θερμοκρασίες πάνω από το απόλυτο μηδέν εκπέμπουν συνεχώς ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας στον περιβάλλοντα χώρο. Η κατανομή της υπέρυθρης ακτινοβολίας σύμφωνα με το μήκος κύματος συνδέεται στενά με τη θερμοκρασία της επιφάνειας του. Επομένως, με τη μέτρηση της υπέρυθρης ενέργειας που εκπέμπεται από ένα αντικείμενο, η θερμοκρασία της επιφάνειας του μπορεί να μετρηθεί με ακρίβεια. Τα υπερύθιμα θερμόμετρα μπορούν να λάβουν αόρατη ενέργεια υπέρυθρης ακτινοβολίας που εκπέμπεται από διάφορα αντικείμενα. Η υπέρυθρη ακτινοβολία αποτελεί μέρος 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 μετρημένο αντικείμενο μετατρέπεται σε ηλεκτρικό σήμα στον ανιχνευτή μέσω του οπτικού συστήματος του θερμόμετρου και η θερμοκρασία επιφάνειας του μετρούμενου αντικειμένου εμφανίζεται στο τμήμα της υπέρυθρης θερμόμετρο.
Χαρακτηριστικά του υπέρυθρου θερμόμετρου: μέτρηση μη επαφής, εύρος μέτρησης ευρείας θερμοκρασίας, ταχύτητα γρήγορης απόκρισης, υψηλή ευαισθησία. Ωστόσο, λόγω της επίδρασης της εκπομπής του δοκιμασμένου αντικειμένου, είναι σχεδόν αδύνατο να μετρηθεί η πραγματική θερμοκρασία του δοκιμασμένου αντικειμένου και μετράται μόνο η θερμοκρασία της επιφάνειας.
