Prinsip kerja dan komposisi sistem termometer inframerah
Termometer inframerah terdiri dari sistem optik, detektor fotolistrik, penguat sinyal, pemrosesan sinyal, keluaran tampilan, dan bagian lainnya. Sistem optik mengumpulkan energi radiasi inframerah target dalam bidang pandangnya, dan ukuran bidang pandang ditentukan oleh bagian optik termometer dan posisinya. Energi inframerah difokuskan pada fotodetektor dan diubah menjadi sinyal listrik yang sesuai. Sinyal melewati rangkaian penguat dan pemrosesan sinyal, dan diubah menjadi nilai suhu target yang diukur setelah dikoreksi sesuai dengan algoritme perlakuan internal instrumen dan emisivitas target.
Di alam, semua benda dengan suhu lebih tinggi dari nol mutlak secara konstan memancarkan energi radiasi infra merah ke ruang sekitarnya. Besar kecilnya energi radiasi infra merah suatu benda dan distribusinya menurut panjang gelombang memiliki hubungan yang sangat erat dengan suhu permukaannya. Oleh karena itu, dengan mengukur energi infra merah yang dipancarkan oleh objek itu sendiri, suhu permukaannya dapat ditentukan secara akurat, yang merupakan dasar objektif untuk pengukuran suhu radiasi infra merah.
Benda hitam adalah radiator ideal yang menyerap energi radiasi dari semua panjang gelombang, tidak memiliki pantulan atau transmisi energi, dan memiliki emisivitas 1 pada permukaannya. Namun, objek sebenarnya di alam hampir bukanlah benda hitam. Untuk mengklarifikasi dan mendapatkan hukum distribusi radiasi infra merah, model yang sesuai harus dipilih dalam penelitian teoritis. Ini adalah model osilator terkuantisasi dari radiasi rongga tubuh yang diusulkan oleh Planck, sehingga Hukum radiasi benda hitam Planck diturunkan, yaitu pancaran spektral benda hitam yang dinyatakan oleh panjang gelombang, yang merupakan titik awal dari semua teori radiasi infra merah, jadi ini adalah disebut hukum radiasi benda hitam. Jumlah radiasi dari semua objek aktual tidak hanya bergantung pada panjang gelombang radiasi dan suhu objek, tetapi juga pada jenis bahan yang membentuk objek, metode persiapan, proses termal, keadaan permukaan, dan kondisi lingkungan. Oleh karena itu, agar hukum radiasi benda hitam berlaku untuk semua objek praktis, koefisien proporsional yang terkait dengan sifat material dan keadaan permukaan harus diperkenalkan, yaitu emisivitas. Koefisien ini menunjukkan seberapa dekat radiasi termal benda sebenarnya dengan radiasi benda hitam, dan nilainya antara nol dan nilainya kurang dari 1. Menurut hukum radiasi, selama emisivitas bahan diketahui, karakteristik radiasi infra merah dari objek apa pun diketahui. Faktor utama yang mempengaruhi emisivitas adalah: jenis material, kekasaran permukaan, struktur fisik dan kimia, dan ketebalan material.
Saat menggunakan termometer radiasi infra merah untuk mengukur suhu target, pertama-tama perlu mengukur radiasi infra merah target dalam rentang pitanya, dan kemudian suhu target yang diukur dihitung dengan termometer. Pirometer monokromatik sebanding dengan jumlah radiasi dalam suatu pita; pirometer dua warna sebanding dengan rasio jumlah radiasi di dua pita.
