Az infravörös sugárzáson alapuló hőmérsékletmérés, vagyis a távhőmérés (érintésmentes hőmérsékletmérés, amelyet az alkalmazott lézeres célzómegvilágítás miatt gyakran tévesen lézeres hőmérésnek neveznek) és a termográfia azt a fizikai jelenséget használja fel, hogy az abszolút nulla K hőmérséklet (-273,15 °C) felett a testek elektromágneses hullámokat bocsátanak ki, így például rádióhullámokat, fényt, illetve hő(sugárzás)t.
Az infravörös sugárzás az elektromágneses spektrum egy része, a látható vörös fény hosszúhullámú oldalán található, nagyjából a 760 nm és az 1 mm hullámhossztartományban. A hőmérsékletmérés szempontjából a 20 µm-ig terjedő tartománynak van jelentősége.
infravörös spektrum
… a PLANCK féle sugárzási törvény:
A hőmérséklet mérése a mérendő test által kibocsátott elektromágneses hullámok (infravörös sugárzás) alapján történik. Ahhoz, hogy a hőmérsékletre következtetni lehessen, a testhőmérséklet és a leadott sugárzás közötti összefüggést kell szemügyre venni. Ezt az összefüggést elsősorban az ideális sugárzó (fekete test) által kibocsátott sugárzás spektrális eloszlását leíró PLANCK-féle sugárzási törvény írja le:
Planck sugárzási törvénye
A fenti ábra a kibocsátott sugárzás spektrális összetételét szemlélteti a tárgyhőmérséklet változásának függvényében. Így például 500 °C-nál magasabb hőmérsékletű tárgyak hősugárzást bocsátanak ki a látható fény tartományában is. Ezen túl észrevehető, hogy a növekvő hőmérséklettel együtt a sugárzás intenzitása is növekszik.
… a STEFAN-BOLTZMANN törvény:
A PLANCK féle sugárzási törvény az érintkezés nélküli hőmérsékletmérés legalapvetőbb elvét képviseli és számos nagy jelentőségű összefüggés származtatható belőle, melyek közül kettőt az alábbiakban ismertetünk. Például a tárgyak által kibocsájtott teljes sugárzás mértéke kiszámítható a spektrális sugárzási intenzitás minden hullámhosszra történő összegzéséből (integrálásából). Ezt nevezik STEFAN-BOLTZMANN törvénynek.
Stefan-Boltzmann törvény
E matematikai egyenlet egyszerűsége miatt nagyon alkalmas hozzávetőleges becslésekre, elsősorban tárgyak hőgazdálkodásának számítására és tárgyak érintésmentes hőmérsékletmérésére.
… a WIEN féle eltolódási törvény:
A PLANCK féle sugárzási törvény grafikonja megmutatja a feketetest által egy-egy adott hőmérsékleten kibocsátott hősugárzást, valamint azt a hullámhosszat amelyen a sugárzási intenzitás (az adott hőmérséklet mellett) a legnagyobb. Jól felismerhető, hogy a legnagyobb intenzitású hullámhossz a hőmérséklet függvényében tolódik el. Ezt a jelenséget a WIEN féle eltolódási törvény írja le, mely a PLANCK törvény differenciálásából vezethető le.
Wien féle eltolódási törvény
Minél alacsonyabb a mért tárgy hőmérséklete, annál jobban tolódik el a sugárzási maximum a hosszabb hullámhosszak irányába. Szobahőmérséklet közelében ez 10 µm körüli érték.
