Ο λόγος της απόστασης μέτρησης προς το μέγεθος του σημείου στόχου ενός υπέρυθρου θερμομέτρου
Το οπτικό σύστημα ενός υπέρυθρου θερμόμετρου συλλέγει ενέργεια από ένα κυκλικό σημείο μέτρησης και την εστιάζει στον ανιχνευτή. Η οπτική ανάλυση ορίζεται ως ο λόγος της απόστασης από το υπέρυθρο θερμόμετρο προς το αντικείμενο προς το μέγεθος του μετρούμενου σημείου (D:S). Όσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία, τόσο καλύτερη είναι η ανάλυση του υπέρυθρου θερμόμετρου και τόσο μικρότερο είναι το μετρήσιμο μέγεθος κηλίδας. Η σκόπευση με λέιζερ χρησιμοποιείται μόνο για να βοηθήσει στη στόχευση του σημείου μέτρησης. Οι τελευταίες εξελίξεις στην υπέρυθρη οπτική έχουν προσθέσει μια λειτουργία κοντινής εστίασης, επιτρέποντας την ακριβή μέτρηση μικρών περιοχών στόχου και μειώνοντας τις παρεμβολές από τις θερμοκρασίες περιβάλλοντος.
Τα υπέρυθρα θερμόμετρα ανιχνεύουν την αόρατη υπέρυθρη ενέργεια που εκπέμπεται φυσικά από όλους τους τύπους αντικειμένων. Η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, το οποίο περιλαμβάνει επίσης ραδιοκύματα, μικροκύματα, ορατό φως, υπεριώδεις ακτίνες, ακτίνες γάμμα και ακτίνες Χ. Η υπέρυθρη ακτινοβολία βρίσκεται ανάμεσα στο ορατό φως και τα ραδιοκύματα. Το μήκος κύματός του συνήθως μετριέται σε μικρόμετρα και κυμαίνεται από 0,7 μm έως 1000 μm. Σε πρακτικές εφαρμογές, χρησιμοποιείται μόνο η φασματική ζώνη από 0,7 μm έως 14 μm για τη μέτρηση της θερμοκρασίας υπερύθρων.
Τα υπέρυθρα θερμόμετρα είναι ελαφριά, συμπαγή και εύκολα στη χρήση. Επιτρέπουν αξιόπιστη μέτρηση αντικειμένων υψηλής θερμοκρασίας, επικίνδυνων ή δυσπρόσιτων, χωρίς μόλυνση ή ζημιά στη μετρούμενη επιφάνεια.
Με βάση τις αρχές λειτουργίας, τα υπέρυθρα θερμόμετρα ταξινομούνται σε θερμόμετρα μονοχρωμίας και θερμόμετρα δύο χρωμάτων (αναλογίας).
Για θερμόμετρα ενός χρώματος, η περιοχή στόχος πρέπει να γεμίζει πλήρως το οπτικό πεδίο του οργάνου κατά τη διάρκεια της μέτρησης. Συνιστάται το μέγεθος στόχου να υπερβαίνει τουλάχιστον το 50% του οπτικού πεδίου. Εάν ο στόχος είναι πολύ μικρός, η ακτινοβολία υποβάθρου θα εισέλθει στην οπτική διαδρομή και θα παρεμποδίσει τις μετρήσεις, προκαλώντας σφάλματα μέτρησης. Αντίθετα, εάν ο στόχος είναι μεγαλύτερος από το οπτικό πεδίο, η παρεμβολή φόντου εκτός της μετρούμενης περιοχής δεν θα έχει καμία επίδραση.
Για θερμόμετρα δύο χρωμάτων, η θερμοκρασία προσδιορίζεται από την αναλογία της ενέργειας ακτινοβολίας εντός δύο ανεξάρτητων ζωνών μήκους κύματος. Επομένως, ακόμη και όταν ο στόχος είναι μικρός και δεν μπορεί να γεμίσει το οπτικό πεδίο ή όταν ο καπνός, η σκόνη και τα εμπόδια εξασθενούν την ακτινοβολία κατά μήκος της διαδρομής μέτρησης, η επίδραση στα αποτελέσματα παραμένει ελάχιστη. Τα θερμόμετρα δύο χρωμάτων είναι η ιδανική επιλογή για μικροσκοπικούς, κινούμενους ή δονούμενους στόχους. Χάρη στη λεπτή και ευέλικτη οπτική τους μετάδοση, η ενέργεια ακτινοβολίας μπορεί να μεταδοθεί μέσω καμπύλων, φραγμένων ή διπλωμένων οδών.
