Kutatás az infravörös hőmérők önkalibrációs hibájának összehasonlító módszeréről
A feketetest-sugárzás és az infravörös hőmérséklet mérési elvei
Minden abszolút nulla feletti hőmérsékletű objektum folyamatosan infravörös sugárzást bocsát ki a környező térbe. Egy tárgy infravörös sugárzási energiájának mérete és hullámhossz-eloszlása szorosan összefügg a felületi hőmérsékletével. Ezért a hőmérő optikai rendszere a tárgy által kibocsátott infravörös energia mérésével azt elektromos jellé alakítja a detektoron, és az infrahőmérő kijelző részén keresztül megjeleníti a mért tárgy felületi hőmérsékletét, lehetővé téve a hőmérő pontos mérését. felületi hőmérséklete, Ez az infravörös sugárzás hőmérsékletmérésének objektív alapja.
Az infravörös hőmérő jellemzői: érintésmentes mérés, széles hőmérséklet mérési tartomány, gyors reakciósebesség, nagy érzékenység. A mért tárgy emissziós tényezőjének hatása miatt azonban szinte lehetetlen megmérni a mért tárgy valódi hőmérsékletét, és a felületi hőmérsékletet mérik.
Az infravörös hőmérők szabványos kalibrálási módszere a feketetestű kemencés kalibrálása. A fekete test olyan objektumra utal, amelynek abszorpciós rátája 1 a beeső sugárzás minden hullámhosszára, bármilyen körülmények között. A feketetest egy idealizált objektummodell, ezért olyan sugárzási együtthatót vezet be, amely az anyag tulajdonságaitól és a felület állapotától függően változik, nevezetesen az emissziós tényezőt. Definíciója a tényleges tárgy sugárzási teljesítményének az azonos hőmérsékletű fekete testéhez viszonyított aránya. Egy tárgy sugárzása és infravörös sugárzásának elnyelése megfelel a Kirchhoff-törvénynek. Ha egy sugárnyalábot vetítünk ki bármely tárgy felületére, az energiamegmaradás elve szerint a tárgy beeső sugárzásának abszorpciója, reflexiója és áteresztőképessége összegének 1-nek kell lennie. Általában az emissziós tényező nem könnyű mérni, és általában az abszorpciós sebesség mérésével határozható meg. Ezért a feketetestű sugárforrásokat sugárzási szabványként használják a különféle infravörös sugárforrások sugárzási intenzitásának ellenőrzésére.
Az infravörös hőmérő optikai rendszerből, fotodetektorból, jelerősítőből, jelfeldolgozásból, kijelzőkimenetből és egyéb alkatrészekből áll. A vizsgált tárgy és a reflexiós forrás sugárzási vonalait egy modulátor demodulálja és beviszi az infravörös detektorba. A két jel közötti különbséget egy fordított erősítő erősíti, és a visszacsatoló forrás hőmérsékletét szabályozzuk, így a visszacsatoló forrás spektrális sugárzása megegyezik a tárgy spektrális sugárzásával. A kijelző mutatja a mért tárgy fényerejét és hőmérsékletét. Az infravörös hőmérő által mért hőmérséklet egy tárgy sugárzási hőmérséklete, nem pedig a tárgy tényleges hőmérséklete. Mivel abszolút feketetest nem létezik, az aktuális objektum teljes hősugárzása mindig kisebb, mint a teljes abszolút feketetest sugárzás azonos hőmérsékleten. Ezért az infrahőmérővel mért hőmérsékletnek mindenképpen kisebbnek kell lennie, mint a tárgy tényleges hőmérséklete. Hőmérséklet mérésekor az infrahőmérő emissziós tényezőjét a lehető legnagyobb mértékben (az állítható emissziós tényezővel rendelkező infrahőmérőknél) a mért anyag emissziós tényezőjére kell állítani, és a mért értéknek összhangban kell lennie a mért tárgy valós hőmérsékletével. amennyire csak lehetséges.
Bevezetés az infravörös hőmérő önkalibrációs módszerébe
Az infravörös hőmérők pontosságát biztosító legfontosabb tényezők az emissziós tényező, a folttól való távolság, a folt helyzete és a látómező. Az infravörös hőmérséklet mérési szakértőivel és a berendezésgyártók műszaki személyzetével folytatott kommunikáció és konzultáció, valamint többszöri ismételt gyakorlatok révén a feketetest kemence elvén alapuló kalibráló berendezés saját készítésű. A módszer önkalibrálásának és összehasonlításának megvalósíthatóságát összehasonlítással igazoltuk. Végezze el időben az alapvető hibák összehasonlítását, a mérési távolság változásainak hatását, és az emissziós tartomány meghatározását az önkalibrációban. A tesztelés előtt állítsa be az infravörös hőmérőt az optimális állapotba, mielőtt helyszíni tesztelésre használná.
