หลักการทำงานและองค์ประกอบของระบบอินฟราเรดเทอร์โมมิเตอร์
เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดประกอบด้วยระบบออปติคัล เครื่องตรวจจับโฟโตอิเล็กทริก เครื่องขยายสัญญาณ การประมวลผลสัญญาณ เอาต์พุตจอแสดงผล และส่วนอื่นๆ ระบบออปติกจะรวบรวมพลังงานรังสีอินฟราเรดเป้าหมายในขอบเขตการมองเห็น และขนาดของขอบเขตการมองเห็นจะถูกกำหนดโดยส่วนออปติกของเทอร์โมมิเตอร์และตำแหน่งของเทอร์โมมิเตอร์ พลังงานอินฟราเรดจะโฟกัสที่ตัวตรวจจับแสงและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน สัญญาณจะผ่านแอมพลิฟายเออร์และวงจรประมวลผลสัญญาณ และแปลงเป็นค่าอุณหภูมิของชิ้นงานที่วัดได้หลังจากได้รับการแก้ไขตามอัลกอริทึมของการรักษาภายในของเครื่องมือและค่าการแผ่รังสีของชิ้นงาน
โดยธรรมชาติแล้ว วัตถุทั้งหมดที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์จะปล่อยพลังงานรังสีอินฟราเรดไปยังพื้นที่โดยรอบอย่างต่อเนื่อง ขนาดของพลังงานรังสีอินฟราเรดของวัตถุและการกระจายตามความยาวคลื่นมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับอุณหภูมิพื้นผิว ดังนั้น ด้วยการวัดพลังงานอินฟราเรดที่แผ่ออกมาจากตัววัตถุเอง จึงสามารถกำหนดอุณหภูมิพื้นผิวได้อย่างแม่นยำ ซึ่งเป็นพื้นฐานวัตถุประสงค์สำหรับการวัดอุณหภูมิรังสีอินฟราเรด
วัตถุสีดำเป็นหม้อน้ำในอุดมคติที่ดูดซับพลังงานการแผ่รังสีของทุกความยาวคลื่น ไม่มีการสะท้อนหรือการส่งพลังงาน และมีค่าการแผ่รังสี 1 บนพื้นผิว อย่างไรก็ตาม วัตถุจริงในธรรมชาตินั้นแทบจะไม่ใช่วัตถุสีดำ เพื่อชี้แจงและรับกฎการกระจายของรังสีอินฟราเรด จะต้องเลือกแบบจำลองที่เหมาะสมในการวิจัยทางทฤษฎี นี่คือแบบจำลองออสซิลเลเตอร์เชิงปริมาณของรังสีในโพรงร่างกายที่เสนอโดยพลังค์ ซึ่งได้มาจากกฎการแผ่รังสีของวัตถุดำของพลังค์ นั่นคือ รังสีสเปกตรัมของวัตถุดำที่แสดงโดยความยาวคลื่น ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของทฤษฎีการแผ่รังสีอินฟราเรดทั้งหมด ดังนั้นมันจึงเป็น เรียกว่ากฎการแผ่รังสีของวัตถุดำ ปริมาณการแผ่รังสีของวัตถุจริงทั้งหมดไม่ได้ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นการแผ่รังสีและอุณหภูมิของวัตถุเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุที่ประกอบเป็นวัตถุ วิธีการเตรียม กระบวนการทางความร้อน สภาพพื้นผิว และสภาวะแวดล้อมด้วย ดังนั้น เพื่อให้กฎของการแผ่รังสีของวัตถุดำใช้ได้กับวัตถุที่ใช้งานได้จริงทั้งหมด จะต้องแนะนำค่าสัมประสิทธิ์ตามสัดส่วนที่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของวัสดุและสถานะพื้นผิว นั่นคือ ค่าการแผ่รังสี ค่าสัมประสิทธิ์นี้บ่งชี้ว่าค่าการแผ่รังสีความร้อนของวัตถุจริงใกล้เคียงกับการแผ่รังสีของวัตถุดำเพียงใด และค่าของมันอยู่ระหว่างศูนย์ถึงค่าที่น้อยกว่า 1 ตามกฎการแผ่รังสี ตราบใดที่ทราบค่าการแผ่รังสีของวัตถุ ทราบลักษณะการแผ่รังสีอินฟราเรดของวัตถุใดๆ ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการแผ่รังสี ได้แก่ ประเภทของวัสดุ ความขรุขระของพื้นผิว โครงสร้างทางกายภาพและทางเคมี และความหนาของวัสดุ
เมื่อใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบแผ่รังสีอินฟราเรดเพื่อวัดอุณหภูมิของชิ้นงาน อันดับแรกจำเป็นต้องวัดการแผ่รังสีอินฟราเรดของชิ้นงานภายในช่วงแถบ จากนั้นเทอร์โมมิเตอร์จะคำนวณอุณหภูมิของชิ้นงานที่วัดได้ ไพโรมิเตอร์แบบสีเดียวเป็นสัดส่วนกับปริมาณรังสีภายในแถบ ไพโรมิเตอร์สองสีเป็นสัดส่วนกับอัตราส่วนของปริมาณรังสีในสองแถบ
