Funciones y significado de los termómetros infrarrojos
En la naturaleza, todos los objetos con una temperatura superior al cero absoluto emiten continuamente energía radiante infrarroja al espacio circundante. La función y el significado del termómetro infrarrojo residen en que su sistema óptico recoge la energía radiante infrarroja del objetivo dentro de su campo de visión. El tamaño del campo de visión está determinado por los componentes ópticos del termómetro y sus posiciones. La energía infrarroja se concentra en el fotodetector y se convierte en la correspondiente señal eléctrica. La señal pasa a través de un amplificador y un circuito de procesamiento de señal, y se convierte en el valor de temperatura del objetivo medido después de la calibración mediante el algoritmo integrado del instrumento y la emisividad del objetivo.
La magnitud de la energía radiante infrarroja de un objeto y su distribución de longitudes de onda tienen una relación muy estrecha con la temperatura de su superficie. Por lo tanto, la temperatura de la superficie del objeto se puede medir con precisión detectando la energía infrarroja irradiada por el propio objeto. Esta es la base objetiva de la termometría por radiación infrarroja.
Los objetos prácticos que existen en la naturaleza casi nunca son cuerpos negros. Un cuerpo negro es un radiador idealizado que absorbe energía radiante de todas las longitudes de onda sin reflexión ni transmisión, y su emisividad superficial es igual a 1. La cantidad radiante de todos los objetos reales depende no sólo de la longitud de onda de la radiación y la temperatura del objeto, sino también del tipo de material, método de fabricación, proceso térmico, condición de la superficie y condiciones ambientales.
Al medir la temperatura del objetivo con un termómetro de radiación infrarroja, el instrumento primero mide la cantidad de radiación infrarroja del objetivo dentro de su banda espectral y luego calcula la temperatura del objetivo medido. Para los termómetros monocromáticos, la lectura es proporcional a la cantidad radiante dentro de la banda; para los termómetros de dos colores, la lectura es proporcional a la relación de cantidades radiantes en dos bandas espectrales.
Según las leyes de la radiación, una vez conocida la emisividad de un material, se pueden determinar las características de la radiación infrarroja de cualquier objeto. Los principales factores que afectan la emisividad incluyen el tipo de material, la rugosidad de la superficie, la estructura física y química y el espesor del material.
