مقدمه ای بر اصل کار دماسنج مادون قرمز
دماسنج مادون قرمز از سیستم نوری، آشکارساز نوری، تقویت کننده سیگنال، پردازش سیگنال، خروجی نمایشگر و سایر بخش ها تشکیل شده است: سیستم نوری انرژی تابش فروسرخ هدف را در میدان دید خود جمع آوری می کند و اندازه میدان دید توسط قسمت های نوری دماسنج و جایگاه آن مشخص می شود. انرژی مادون قرمز بر روی آشکارساز نور متمرکز شده و به سیگنال الکتریکی مربوطه تبدیل می شود. سیگنال از طریق تقویت کننده و مدار پردازش سیگنال عبور می کند و پس از تصحیح بر اساس الگوریتم عملیات داخلی دستگاه و میزان انتشار مقدار هدف، به دمای هدف اندازه گیری شده تبدیل می شود.
در طبیعت، تمام اجسام با دمای بالاتر از صفر مطلق، دائماً انرژی تابش مادون قرمز را به فضای اطراف ساطع می کنند. اندازه انرژی تابش مادون قرمز یک جسم و توزیع آن با توجه به طول موج رابطه بسیار نزدیکی با دمای سطح آن دارد. بنابراین، با اندازه گیری انرژی مادون قرمز تابش شده توسط خود جسم، می توان دمای سطح آن را به دقت تعیین کرد که مبنای عینی برای اندازه گیری دمای تابش مادون قرمز است.
جسم سیاه یک رادیاتور ایده آل است که تمام طول موج های انرژی تابشی را جذب می کند، هیچ بازتاب یا انتقال انرژی ندارد و دارای تابش 1 در سطح خود است. با این حال، اشیاء عملی در طبیعت تقریباً اجسام سیاه نیستند. به منظور شفاف سازی و به دست آوردن توزیع تابش مادون قرمز، باید یک مدل مناسب در تحقیقات نظری انتخاب شود. این مدل نوسانگر کوانتیزه تابش حفره بدن است که توسط پلانک پیشنهاد شده است، بنابراین قانون تابش جسم سیاه پلانک، یعنی تابش طیفی جسم سیاه بیان شده توسط طول موج، که نقطه شروع تمام تئوری های تابش مادون قرمز است، استخراج شده است. قانون تابش جسم سیاه نامیده می شود. مقدار تشعشع تمام اجسام واقعی نه تنها به طول موج تابش و دمای جسم بستگی دارد، بلکه به نوع ماده تشکیل دهنده جسم، روش تهیه، فرآیند حرارتی، وضعیت سطح و شرایط محیطی نیز بستگی دارد. بنابراین، برای اینکه قانون تشعشعات جسم سیاه برای همه اجسام عملی قابل اجرا باشد، باید یک ضریب متناسب مربوط به خواص مواد و حالتهای سطحی، یعنی گسیلپذیری معرفی شود. این ضریب نشان می دهد که تابش حرارتی جسم واقعی چقدر به تابش جسم سیاه نزدیک است و مقدار آن بین صفر تا مقداری کمتر از 1 است. طبق قانون تابش تا زمانی که میزان گسیل ماده مشخص باشد، ویژگی های تابش مادون قرمز هر جسم شناخته شده است. عوامل اصلی موثر بر انتشار عبارتند از: نوع مواد، زبری سطح
درجه، ساختار فیزیکی و شیمیایی و ضخامت مواد و غیره.
هنگام استفاده از دماسنج تابش مادون قرمز برای اندازه گیری دمای یک هدف، ابتدا لازم است تابش مادون قرمز هدف در محدوده باند آن اندازه گیری شود و سپس دمای هدف اندازه گیری شده توسط دماسنج محاسبه می شود. دماسنج تک رنگ متناسب با تابش در باند است. دماسنج دو رنگ متناسب با نسبت تابش در دو باند است.
