Was ist ein Infrarot-Thermometer?

Infrarot-Thermometer sind Geräte zur Fernmessung der Temperatur in Situationen, in denen kein physischer Kontakt mit dem zu messenden Objekt möglich ist. Dies schließt Objekte ein, die sehr heiß, sehr klein oder sehr weit entfernt sind. Infrarot-Thermometer eignen sich auch gut zur Messung von Objekten, die besonders anfällig für kleinste Temperaturänderungen sind oder weite Bereiche abdecken, die mit herkömmlichen Thermometern nicht praktikabel sind.

Variabel in Design und Größe - von etwas, das in Ihre Handfläche passen würde, bis zu 200 Pfund. teleskopförmiges Gerät - Infrarot-Thermometer nutzen die Tatsache, dass alle Objekte oberhalb des absoluten Nullpunkts elektromagnetische Strahlung oder Energie abgeben. Durch Messung der von Objekten in zwei verschiedenen Wellenlängenbereichen des infraroten Teils des Spektrums abgegebenen Energie vergleichen Infrarotthermometer intern die verschiedenen Messwerte in einem Verhältnis, das einem bekannten Satz von Werten entspricht, die die Energieverteilung mit der Wellenlänge mit der Temperatur verbinden.

Infrarot-Temperaturmessungen wurden bereits Mitte des 19. Jahrhunderts durchgeführt, erwiesen sich jedoch als wenig zuverlässig. Die Genauigkeit verbesserte sich erst, als der Physiker Max Planck (1858-1947) um die Jahrhundertwende spekulierte, dass Strahlung nicht in einer kontinuierlichen Welle über das Spektrum emittiert wird, wie allgemein angenommen wurde. Stattdessen stellte er fest, dass es in ganzzahligen Vielfachen von 6,625 x 10-34 Joule-Sekunden ausgestrahlt wurde - jetzt als "Plancksche Konstante" bezeichnet -, was eine Überarbeitung der Messtechnik erforderlich machte. Zwei Messungen sind erforderlich, da bestimmte Eigenschaften wie Reflexionsvermögen, Textur und Wellenlängenempfindlichkeit die Genauigkeit beeinträchtigen können.

Bei einer Infrarot-Temperaturmessung des Mondes würde ein vereinfachtes Beispiel ein an einen Infrarotdetektor angeschlossenes Teleskop verwenden, das Infrarotstrahlung in elektrischen Strom oder elektrische Spannung umwandelt. Da zwei verschiedene Infrarotfilter nacheinander über der Linse platziert werden, registriert der Detektor zwei verschiedene Messwerte. Ein Messwert wird dann in den anderen geteilt, und die sich ergebende Zahl entspricht einer Temperatur, die in vorhandenen Wertetabellen für die Planck-Gleichung zu finden ist. Es ist zu beachten, dass beim Versuch, die Temperatur eines großen, weit entfernten Körpers wie des Mondes zu bestimmen, darauf geachtet werden muss, dass sein gesamtes Bild den Bereich des Sensors des Infrarotdetektors ausfüllt, damit die kalte Leere den Messwert nicht beeinflusst.