紅外線測溫儀由光學系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。被測物體和反饋源的輻射線經(jīng)調(diào)制器調(diào)制后輸入到紅外檢測器。兩信號的差值經(jīng)反放大器放大并控制反饋源的溫度,使反饋源的光譜輻射亮度和物體的光譜輻射亮度一樣。
它的特點是在給定的溫度和波長下,物體發(fā)射的輻射能有一個最大值,這種物質(zhì)稱為黑體,并設定他的反射系數(shù)為1,其他的物質(zhì)反射系數(shù)小于1,稱為灰體,由于黑體的光譜輻射功率P(λT)與絕對溫度T之間滿足普朗克定。說明在絕對溫度T下,波長λ處單位面積上黑體的輻射功率為P(λT)。根據(jù)這個關系可以得到圖1的關系曲線,從圖中可以看出:
?。?)隨著溫度的升高,物體的輻射能量越強。這是紅外輻射理論的出發(fā)點,也是單波段紅外測溫儀的設計依據(jù)。
?。?)隨著溫度升高,輻射峰值向短波方向移動(向左),并且滿足維恩位移定理,峰值處的波長與絕對溫度T成反比,虛線為處峰值連線。這個公式告訴我們?yōu)槭裁锤邷販y溫儀多工作在短波處,低溫測溫儀多工作在長波處。
?。?)輻射能量隨溫度的變化率,短波處比長波處大,即短波處工作的測溫儀相對信噪比高(靈敏度高),抗干擾性強,測溫儀應盡量選擇工作在峰值波長處,特別是低溫小目標的情況下,這一點顯得尤為重要。