Infrapuna termomeetri tööpõhimõtte tutvustus
Infrapunatermomeeter koosneb optilisest süsteemist, fotodetektorist, signaalivõimendist, signaalitöötlusest, kuvari väljundist ja muudest osadest: optiline süsteem kogub sihtmärgiks oleva infrapunakiirguse energia oma vaatevälja ja vaatevälja suuruse määrab termomeetri optilised osad. Ja selle positsioon on kindlaks määratud. Infrapunaenergia fokusseeritakse fotodetektorile ja muundatakse vastavaks elektrisignaaliks. Signaal läbib võimendi ja signaalitöötluse ahelat ning muundatakse mõõdetud sihtmärgi temperatuuriks pärast korrigeerimist vastavalt instrumendi sisetöötluse algoritmile ja sihtväärtuse emissiivsusele.
Looduses kiirgavad kõik absoluutsest nullist kõrgema temperatuuriga objektid ümbritsevasse ruumi pidevalt infrapunakiirguse energiat. Objekti infrapunakiirguse energia suurus ja jaotus lainepikkuse järgi on väga tihedalt seotud selle pinnatemperatuuriga. Seetõttu saab objekti enda poolt kiirgavat infrapunaenergiat mõõtes täpselt määrata selle pinnatemperatuuri, mis on infrapunakiirguse temperatuuri mõõtmise objektiivseks aluseks.
Must keha on idealiseeritud radiaator, mis neelab kõik kiirgusenergia lainepikkused, ei peegeldu ega edasta energiat ning mille pinnal on kiirgusvõime 1. Praktilised esemed looduses pole aga peaaegu mustad kehad. Infrapunakiirguse jaotuse selgitamiseks ja saamiseks tuleb teoreetilises uurimistöös valida sobiv mudel. See on Plancki välja pakutud kehaõõne kiirguse kvantiseeritud ostsillaatormudel, millest tuletati Plancki musta keha kiirguse seadus, st lainepikkusega väljendatud musta keha spektraalne kiirgus, mis on kõigi infrapunakiirguse teooriate lähtepunkt, seega nimetatakse musta keha kiirguse seaduseks. Kõikide tegelike objektide kiirgushulk ei sõltu mitte ainult kiirguse lainepikkusest ja objekti temperatuurist, vaid ka objekti materjali tüübist, valmistamismeetodist, termilisest protsessist, pinna seisundist ja keskkonnatingimustest. Seetõttu tuleb musta keha kiirguse seaduse kohaldamiseks kõikidele praktilistele objektidele kasutusele võtta materjali omaduste ja pinnaseisunditega seotud proportsionaalne koefitsient ehk emissioon. See koefitsient näitab, kui lähedane on tegeliku objekti soojuskiirgus musta keha kiirgusele ja selle väärtus jääb nulli ja väärtuse vahele, mis on väiksem kui 1. Kiirgusseaduse kohaselt on nii kaua, kuni on teada materjali emissioonivõime, kiirguse kiirguse mõju. mis tahes objekti infrapunakiirguse omadused on teada. Peamised emissiivsust mõjutavad tegurid on: materjali tüüp, pinna karedus
aste, füüsikaline ja keemiline struktuur ning materjali paksus jne.
Infrapunakiirguse termomeetri kasutamisel sihtmärgi temperatuuri mõõtmiseks on kõigepealt vaja mõõta sihtmärgi infrapunakiirgust selle ribavahemikus ja seejärel arvutatakse termomeetri abil mõõdetud sihtmärgi temperatuur. Ühevärviline termomeeter on võrdeline sagedusriba kiirgusega; kahevärviline termomeeter on võrdeline kiirguse suhtega kahes ribas.
