Giới thiệu về nguyên lý làm việc của nhiệt kế hồng ngoại
Nhiệt kế hồng ngoại bao gồm hệ thống quang học, bộ tách sóng quang, bộ khuếch đại tín hiệu, xử lý tín hiệu, đầu ra màn hình và các bộ phận khác: hệ thống quang học thu thập năng lượng bức xạ hồng ngoại mục tiêu trong trường nhìn của nó và kích thước của trường nhìn được xác định bởi bộ phận quang học của nhiệt kế. Và vị trí của nó được xác định. Năng lượng hồng ngoại được tập trung vào bộ tách sóng quang và chuyển đổi thành tín hiệu điện tương ứng. Tín hiệu đi qua bộ khuếch đại và mạch xử lý tín hiệu, và được chuyển đổi thành nhiệt độ của mục tiêu đo được sau khi được hiệu chỉnh theo thuật toán xử lý bên trong thiết bị và độ phát xạ của giá trị mục tiêu.
Trong tự nhiên, mọi vật thể có nhiệt độ cao hơn độ không tuyệt đối đều không ngừng phát ra năng lượng bức xạ hồng ngoại ra không gian xung quanh. Kích thước của năng lượng bức xạ hồng ngoại của một vật thể và sự phân bố của nó theo bước sóng có mối quan hệ rất chặt chẽ với nhiệt độ bề mặt của nó. Do đó, bằng cách đo năng lượng hồng ngoại do chính vật thể phát ra, nhiệt độ bề mặt của nó có thể được xác định chính xác, đây là cơ sở khách quan để đo nhiệt độ bức xạ hồng ngoại.
Vật đen là một vật bức xạ lý tưởng, nó hấp thụ tất cả các bước sóng của năng lượng bức xạ, không phản xạ hay truyền năng lượng và có độ phát xạ bằng 1 trên bề mặt của nó. Tuy nhiên, các đối tượng thực tế trong tự nhiên hầu như không phải là vật thể màu đen. Để làm rõ và thu được sự phân bố của bức xạ hồng ngoại, trong nghiên cứu lý thuyết phải lựa chọn một mô hình thích hợp. Đây là mô hình dao động lượng tử của bức xạ khoang cơ thể do Planck đề xuất, từ đó rút ra định luật về bức xạ vật đen của Planck, tức là bức xạ quang phổ của vật đen được biểu thị bằng bước sóng, là điểm khởi đầu của tất cả các lý thuyết bức xạ hồng ngoại, vì vậy nó là gọi là định luật bức xạ vật đen. Lượng bức xạ của tất cả các vật thể thực tế không chỉ phụ thuộc vào bước sóng bức xạ và nhiệt độ của vật thể mà còn phụ thuộc vào loại vật liệu cấu thành vật thể, phương pháp chuẩn bị, quá trình nhiệt, trạng thái bề mặt và điều kiện môi trường. Do đó, để áp dụng định luật bức xạ vật đen cho tất cả các vật thể thực tế, phải đưa ra một hệ số tỷ lệ liên quan đến tính chất vật liệu và trạng thái bề mặt, đó là hệ số phát xạ. Hệ số này cho biết mức độ bức xạ nhiệt của vật thể thực gần với bức xạ vật đen và giá trị của nó nằm trong khoảng từ 0 đến giá trị nhỏ hơn 1. Theo định luật bức xạ, miễn là biết độ phát xạ của vật liệu, các đặc điểm bức xạ hồng ngoại của bất kỳ đối tượng được biết đến. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ phát xạ là: loại vật liệu, độ nhám bề mặt
độ, cấu trúc vật lý và hóa học và độ dày vật liệu, v.v.
Khi sử dụng nhiệt kế bức xạ hồng ngoại để đo nhiệt độ của mục tiêu, trước tiên cần đo bức xạ hồng ngoại của mục tiêu trong phạm vi dải của nó, sau đó nhiệt độ của mục tiêu đo được tính toán bằng nhiệt kế. Nhiệt kế đơn sắc tỷ lệ với bức xạ trong dải; nhiệt kế hai màu tỉ lệ thuận với tỉ số bức xạ trong hai dải.
