Ymmärrä syvästi infrapunalämpömittarin toimintaperiaate
Infrapunalämpömittari koostuu optisesta järjestelmästä, valoilmaisimesta, signaalivahvistimesta, signaalinkäsittelystä, näytön lähdöstä ja muista komponenteista. Optinen järjestelmä kerää kohteen infrapunasäteilyenergian näkökenttään, ja näkökentän koon määräävät optiset komponentit ja niiden asennot lämpömittarissa. Infrapunaenergia kohdistetaan valoilmaisimeen ja muunnetaan vastaaviksi sähkösignaaleiksi. Signaali muunnetaan testatun kohteen lämpötila-arvoksi vahvistuksen ja signaalinkäsittelypiirin käsittelyn jälkeen ja korjataan instrumentin sisäisen käsittelyn algoritmin ja kohteen emissiivisyyden mukaan.
Luonnossa kaikki esineet, joiden lämpötila on yli nollan, lähettävät jatkuvasti infrapunasäteilyä ympäröivään tilaan. Objektin infrapunasäteilyenergian koko ja aallonpituusjakauma liittyvät läheisesti sen pintalämpötilaan. Siksi mittaamalla kohteen itsensä lähettämää infrapunaenergiaa voidaan mitata tarkasti sen pintalämpötila, joka on objektiivinen perusta infrapunasäteilyn lämpötilamittaukselle.
Blackbody on idealisoitu säteilijä, joka absorboi kaikkien aallonpituuksien säteilyenergiaa ilman heijastusta tai energian siirtymistä. Sen pintaemissiivisyys on 1. Lähes kaikki luonnossa esiintyvät esineet eivät kuitenkaan ole mustia kappaleita. Infrapunasäteilyn jakautumislain ymmärtämiseksi ja saamiseksi on teoreettisessa tutkimuksessa valittava sopiva malli, joka on Planckin ehdottama kehoontelon säteilyn kvantisoitu oskillaattorimalli. Tämä johtaa Planckin mustan kappaleen säteilyn lakiin, joka on mustien kappaleiden spektrisäteily ilmaistuna aallonpituudella. Tämä on kaikkien infrapunasäteilyteorioiden lähtökohta, joten mustan kappaleen säteilylaki. Kaikkien todellisten esineiden säteilymäärä ei riipu vain säteilyn aallonpituudesta ja kohteen lämpötilasta, vaan myös tekijöistä, kuten materiaalityypistä, valmistusmenetelmästä, lämpöprosessista, pinnan tilasta ja ympäristöolosuhteista, jotka muodostavat esine. Siksi, jotta mustan kappaleen säteilylaki soveltuisi kaikkiin käytännön esineisiin, on tarpeen ottaa käyttöön suhteellinen kerroin, joka liittyy materiaalin ominaisuuksiin ja pintatiloihin, nimittäin emissiokyky. Tämä kerroin edustaa todellisen kohteen lämpösäteilyn ja mustan kappaleen säteilyn välistä läheisyyttä, jonka arvo on nollasta alle 1:een. Säteilylain mukaan niin kauan kuin materiaalin emissiokyky tunnetaan, infrapuna minkä tahansa kohteen säteilyominaisuudet tunnetaan. Tärkeimmät emissiivisyyteen vaikuttavat tekijät ovat materiaalityyppi, pinnan karheus, fysikaalis-kemiallinen rakenne ja materiaalin paksuus.
Mitattaessa kohteen lämpötilaa infrapunasäteilylämpömittarilla, ensin mitataan kohteen infrapunasäteily sen aallonpituusalueella, jonka jälkeen lämpömittari laskee mitatun kohteen lämpötilan. Yksivärinen lämpömittari on verrannollinen säteilyn määrään kaistan sisällä; Kaksivärinen lämpömittari on verrannollinen säteilyn suhteeseen molemmilla alueilla.
