Infrapunasäteily kertoo pinnan lämpötilan
Olen ihmetellyt laitteita, joilla voidaan mitata lämpötila koskettamatta kohdetta. Millaiseen mittaustekniikkaan tällaiset mittarit perustuvat? Lähettävätkö ne ehkä terveydelle vaarallisia säteitä?
Kappaleen lämpötila voidaan määrittää sitä koskettamatta infrapunalämpömittarilla. Mittauksessa käytetään hyväksi kohteen pintasäteilyä. Mittauslaite ei siis itse lähetä säteitä, jotka heijastuisivat takaisin pinnasta, vaan se ottaa vastaan kappaleesta luon-nostaan vapautuvaa lämpösäteilyä.
Tätä sähkömagneettista säteilyä lähettävät kaikki kappaleet, joiden lämpötila on absoluuttista nollapistettä eli 273,15 astetta korkeampi.
Slovenialais-itävaltalainen fyysikko Jo ef Stefan havaitsi 1879, että kappaleen lähettämän sähkömagneettisen säteilyn määrä riippuu sen lämpötilasta. Hän totesi, että mustan kappaleen säteilyn kokonaisteho on verrannollinen lämpötilan neljänteen potenssiin. Stefanin oppilas Ludwig Boltzmann johti saman tuloksen teoreettisesti 1884.
Tätä niin sanottua Stefanin–Boltzmannin lakia sovelletaan infrapunalämpömittareiden tietokoneohjelmissa, jotka muuntavat vastaanotettua lämpösäteilyä koskevat tiedot näytöllä näkyviksi lämpöasteiksi. Menetelmällä on joitakin etuja perinteiseen mittaustapaan verrattuna. Sillä voidaan muun muassa helposti määrittää liikkuvien kappaleiden lämpötila ja välttää kosketuksen välityksellä tarttuvien taudinaiheuttajien leviäminen.
Hygieenisyytensä ansiosta infrapunalämpömittarit sopivat hyvin terveydenhuollon ja elintarviketeollisuuden käyttöön. Mittaus tosin antaa vain pintalämpötilan.