Infrapunalämpömittarien perusperiaatteet
Vuonna 1672 havaittiin, että auringonvalo (valkoinen valo) koostuu erivärisistä valoista. Samaan aikaan Newton teki johtopäätöksen, että yksivärinen valo on luonnostaan yksinkertaisempaa kuin valkoinen valo. Käytä dikroista prismaa hajottaaksesi auringonvaloa (valkoista valoa) yksivärisiksi valoiksi, joita ovat punaiset, oranssit, keltaiset, vihreät, siniset, siniset, violetit jne. Vuonna 1800 brittiläinen fyysikko FW Huxel löysi infrapunasäteet tutkiessaan erilaisia värillisiä valoja lämpönäkökulmasta. Kun hän tutki eri värien valon lämpöä, hän peitti tarkoituksella pimeän huoneen ensimmäisen ikkunan tummalla levyllä ja avasi levyyn suorakaiteen muotoisen reiän ja reikään asennettiin säteenjakajaprisma. Kun auringonvalo kulkee prisman läpi, se hajoaa värillisiksi valovyöhykkeiksi, ja lämpömittarilla mitataan valovyöhykkeiden eri värien sisältämää lämpöä. Vertaakseen ympäristön lämpötilaan Huxel käytti useita lämpömittareita, jotka oli sijoitettu lähelle värillistä valokaistaa, vertailulämpötireinä ympäristön lämpötilan mittaamiseen. Kokeen aikana hän havaitsi vahingossa oudon ilmiön: punertavan valon ulkopuolelle sijoitetulla lämpömittarilla oli korkeampi arvo kuin muilla huoneen lämpötiloilla. Yrityksen ja erehdyksen jälkeen tämä niin kutsuttu korkean lämpötilan vyöhyke, jossa on eniten lämpöä, sijaitsee aina punaisen valon ulkopuolella valokaistan reunalla. Niinpä hän ilmoitti, että näkyvän valon lisäksi auringon lähettämässä säteilyssä on myös ihmissilmälle näkymätöntä "punaista valoa". Tämä näkymätön "punainen valo" sijaitsee punaisen valon ulkopuolella ja sitä kutsutaan infrapunavaloksi. Infrapuna on eräänlainen sähkömagneettinen aalto, jolla on sama olemus kuin radioaalloilla ja näkyvällä valolla. Infrapunan löytäminen on harppaus ihmisen luonnon ymmärtämisessä, ja se on avannut uuden laajan tien infrapunateknologian tutkimukseen, hyödyntämiseen ja kehittämiseen.
Infrapunasäteiden aallonpituus on välillä 0,76 - 100 μm. Aallonpituusalueen mukaan se voidaan jakaa neljään luokkaan: lähi-infrapuna, keski-infrapuna, kauko-infrapuna ja äärimmäinen kauko-infrapuna. Sen sijainti jatkuvassa sähkömagneettisten aaltojen spektrissä on radioaaltojen ja näkyvän valon välinen alue. . Infrapunasäteily on yksi laajimmista sähkömagneettisista säteilyistä luonnossa. Se perustuu siihen tosiasiaan, että mikä tahansa esine tuottaa omat molekyyli- ja atomien epäsäännölliset liikkeensä tavanomaisessa ympäristössä ja säteilee jatkuvasti lämpöä infrapunaenergiaa, molekyylejä ja atomeja. Mitä intensiivisempi liike, sitä suurempi säteilevä energia ja päinvastoin, sitä pienempi säteilevä energia.
Kohteet, joiden lämpötila ylittää nollan, säteilevät infrapunasäteitä oman molekyyliliikkeensä vuoksi. Kun kohteen säteilemä tehosignaali on muutettu infrapunatunnistimella sähköiseksi signaaliksi, kuvantamislaitteen lähtösignaali voi täysin simuloida skannatun kohteen pintalämpötilan spatiaalista jakautumista yksitellen. Sen jälkeen kun se on käsitelty elektroniikkajärjestelmällä, se välitetään näyttöruudulle ja saadaan lämpökuva, joka vastaa lämmön jakautumista kohteen pinnalla. Tällä menetelmällä on mahdollista toteuttaa kohteen pitkän matkan lämpötilakuvantaminen ja lämpötilamittaus sekä analysoida ja arvioida.
