Obtenga más información sobre cómo funcionan los termómetros infrarrojos
El termómetro infrarrojo se compone de un sistema óptico, un fotodetector, un amplificador de señal, un procesamiento de señal, una salida de pantalla y otras partes. El sistema óptico recoge la energía de la radiación infrarroja objetivo dentro de su campo de visión. El tamaño del campo de visión está determinado por las partes ópticas 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 del amplificador y el circuito de procesamiento de señal y se convierte en el valor de temperatura del objetivo medido después de la corrección de acuerdo con el algoritmo de tratamiento interno del instrumento y la emisividad del objetivo.
En la naturaleza, todos los objetos con una temperatura superior a cero emiten constantemente energía de radiación infrarroja al espacio circundante. La cantidad de energía de radiación infrarroja de un objeto y su distribución por longitud de onda están estrechamente relacionadas con la temperatura de su superficie. Por lo tanto, midiendo la energía infrarroja irradiada por el propio objeto, se puede medir con precisión la temperatura de su superficie. Ésta es la base objetiva en la que se basa la medición de la temperatura por radiación infrarroja.
Un cuerpo negro es un radiador ideal que absorbe energía radiante de todas las longitudes de onda sin reflexión ni transmisión de energía, y su emisividad superficial es 1. Sin embargo, casi todos los objetos reales que existen en la naturaleza no son cuerpos negros. Para aclarar y obtener las reglas de distribución de la radiación infrarroja, en la investigación teórica se debe seleccionar un modelo apropiado. Este es el modelo de oscilador cuantificado de radiación de la cavidad corporal propuesto por Planck. Se derivó la ley de Planck de la radiación del cuerpo negro, es decir, la radiación espectral del cuerpo negro expresada en longitud de onda. Este es el punto de partida de todas las teorías de la radiación infrarroja, por eso se le llama ley de radiación del cuerpo negro. La cantidad de radiación de todos los objetos reales depende no sólo de la longitud de onda de la radiación y la temperatura del objeto, sino también de factores como el tipo de material, el método de preparación, el proceso térmico, el estado de la superficie y las condiciones ambientales del objeto. Por lo tanto, para que la ley de radiación del cuerpo negro sea aplicable a todos los objetos reales, se debe introducir un coeficiente proporcional relacionado con las propiedades del material y el estado de la superficie, es decir, la emisividad. Este coeficiente representa qué tan cerca está la radiación térmica de un objeto real de la radiación del cuerpo negro y tiene un valor entre cero y un valor menor que 1. Según la ley de la radiación, siempre que se conozca la emisividad del material, las características de la radiación infrarroja de cualquier objeto se puede conocer. Los principales factores que afectan la emisividad son: tipo de material, rugosidad de la superficie, estructura física y química y espesor del material.
Cuando se utiliza un termómetro de radiación infrarroja para medir la temperatura de un objetivo, primero se debe medir la cantidad de radiación infrarroja del objetivo dentro de su rango de banda y luego el termómetro calcula la temperatura del objetivo medido. Un termómetro de un solo color es proporcional a la cantidad de radiación dentro de la banda; un termómetro de dos colores es proporcional a la relación entre la cantidad de radiación en las dos bandas.
