Infrapunalämpömittarin toiminta ja merkitys
Luonnossa kaikki esineet, joiden lämpötila on yli nollan, lähettävät jatkuvasti infrapunasäteilyä ympäröivään tilaan. Infrapunalämpömittarin tarkoituksena on kohdistaa optinen järjestelmä kohde-infrapunasäteilyenergiaan sen näkökentässä. Näkökentän koon määräävät lämpömittarin optiset osat ja sen sijainti. Ja infrapunaenergia keskittyy valoilmaisimeen ja muunnetaan vastaavaksi sähköiseksi signaaliksi. Signaali kulkee vahvistimen ja signaalinkäsittelypiirin läpi ja muunnetaan mitatun kohteen lämpötila-arvoksi korjauksen jälkeen instrumentin sisäisen käsittelyalgoritmin ja kohteen emissiivisyyden mukaisesti.
Objektin infrapunasäteilyenergian määrä ja sen jakautuminen aallonpituuksittain liittyvät läheisesti sen pintalämpötilaan. Siksi mittaamalla itse kohteen säteilemää infrapunaenergiaa sen pintalämpötila voidaan mitata tarkasti. Tämä on objektiivinen perusta, johon infrapunasäteilyn lämpötilan mittaus perustuu.
Lähes kaikki luonnon esineet eivät ole mustia kappaleita. Musta kappale on idealisoitu säteilijä, joka absorboi säteilyenergiaa kaikilla aallonpituuksilla, ei heijasta tai siirrä energiaa ja jonka pinnalla on emissiokyky 1.
Kaikkien todellisten esineiden säteilymäärä ei riipu pelkästään säteilyn aallonpituudesta ja kohteen lämpötilasta, vaan myös tekijöistä, kuten materiaalityypistä, valmistusmenetelmästä, lämpöprosessista, pinnan tilasta ja kohteen ympäristöolosuhteista.
Kun infrapunasäteilylämpömittaria käytetään kohteen lämpötilan mittaamiseen, on ensin mitattava kohteen infrapunasäteilyn määrä sen kaistan alueella, minkä jälkeen lämpömittari laskee mitatun kohteen lämpötilan. Yksivärinen lämpömittari on verrannollinen säteilyn määrään kaistan sisällä; kaksivärinen lämpömittari on verrannollinen näiden kahden vyöhykkeen säteilyn määrän suhteeseen.
Säteilylain mukaan niin kauan kuin tiedämme materiaalin emissiivisuuden, voimme tietää minkä tahansa kohteen infrapunasäteilyn ominaisuudet. Tärkeimmät emissiivisuuteen vaikuttavat tekijät ovat: materiaalityyppi, pinnan karheus, fysikaalinen ja kemiallinen rakenne sekä materiaalin paksuus.
