Infrapuna termomeetri tööpõhimõte
Infrapunatermomeetrite tööpõhimõtte, tehniliste näitajate, keskkonna töötingimuste, töö ja hoolduse mõistmine on kasutajatele infrapunatermomeetrite õige valiku ja kasutamise aluseks. Infrapunatermomeeter koosneb optilisest süsteemist, fotoelektrilisest detektorist, signaalivõimendist, signaalitöötlusest, kuvari väljundist ja muudest osadest. Optiline süsteem kogub sihtmärgiks oleva infrapunakiirguse energiat oma vaatevälja ning vaatevälja suuruse määravad termomeetri optilised osad ja asend. Infrapunaenergia fokusseeritakse fotodetektorile ja muundatakse vastavaks elektrisignaaliks. Signaal teisendatakse mõõdetud sihtmärgi temperatuuriväärtuseks pärast seda, kui see on kalibreeritud võimendi ja signaalitöötlusahelaga vastavalt instrumendi sees olevale algoritmile ja sihtmärgi kiirgusvõimele. Lisaks tuleks arvesse võtta ka sihtmärgi ja termomeetri keskkonnatingimusi, näiteks selliste tegurite mõju nagu temperatuur, atmosfäär, saaste ja häired jõudlusnäitajatele ja parandusmeetodile.
Kõik objektid, mille temperatuur on kõrgem kui absoluutne null, kiirgavad ümbritsevasse ruumi pidevalt infrapunakiirgust. 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. a
Musta keha kiirgusseadus: Must keha on idealiseeritud radiaator, mis neelab kõikide lainepikkustega kiirgusenergiat, millel puudub peegeldus ja energia ülekandmine ning mille pinnal on kiirgusvõime 1. Olgu öeldud, et päris musta keha looduses ei eksisteeri, kuid infrapunakiirguse jaotusseaduse selgitamiseks ja saamiseks tuleb teoreetilises uurimistöös valida sobiv mudel, milleks on välja pakutud kehaõõnsuskiirguse kvantitud ostsillaatormudel. Plancki poolt, tuletades seega Plancki musta keha kiirguse seaduse, st lainepikkusega esindatud musta keha spektraalse kiirgustiheduse, on kõigi infrapunakiirguse teooriate lähtepunkt, mistõttu seda nimetatakse musta keha kiirguse seaduseks.
Objekti emissiooni mõju kiirgustemperatuuri mõõtmisele: tegelikud looduses esinevad objektid pole peaaegu mustad kehad. 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 emissiooni mõjutavad tegurid on: materjali tüüp, pinna karedus, füüsikaline ja keemiline struktuur ning materjali paksus.
Infrapunakiirguse termomeetri kasutamisel sihtmärgi temperatuuri mõõtmiseks on kõigepealt vaja mõõta sihtmärgi infrapunakiirgust selle ribavahemikus ja seejärel arvutatakse termomeetri abil mõõdetud sihtmärgi temperatuur. Monokromaatilised püromeetrid on võrdelised kiirguse hulgaga ribas; kahevärvilised püromeetrid on võrdelised kahe sagedusala kiirguse hulga suhtega.
Infrapunasüsteem: infrapunatermomeeter koosneb optilisest süsteemist, fotodetektorist, signaalivõimendist, signaalitöötlusest, kuvari väljundist ja muudest osadest. Optiline süsteem kogub sihtmärgiks oleva infrapunakiirguse energia oma vaatevälja ning vaatevälja suuruse määravad termomeetri optilised osad ja selle asukoht. Infrapunaenergia fokusseeritakse fotodetektorile ja muundatakse vastavaks elektrisignaaliks. Signaal läbib võimendi ja signaalitöötlusahela ning teisendatakse pärast korrigeerimist mõõdetud sihtmärgi temperatuuriväärtuseks vastavalt instrumendi sisetöötluse algoritmile ja sihtmärgi kiirgusvõimele.
