Princip rada i analiza grešaka infracrvenog termometra
Sastav sustava infracrvenog termometra
Infracrveno mjerenje temperature usvaja metodu analize od točke do točke, to jest, toplinsko zračenje lokalnog područja objekta fokusirano je na jedan detektor, a snaga zračenja se pretvara u temperaturu kroz emisivnost poznatog objekta. . Zbog različitih detektiranih objekata, raspona mjerenja i prilika uporabe, dizajn izgleda i unutarnja struktura infracrvenih termometara su različiti, ali osnovna struktura je općenito slična, uglavnom uključujući optički sustav, fotodetektor, pojačalo signala i obradu signala, izlazni prikaz infracrvenog zračenje koje emitira radijator njegove osnovne strukture ulazi u optički sustav, a infracrveno zračenje modulatorom modulira u izmjenično zračenje koje detektor pretvara u odgovarajući električni signal. Signal prolazi kroz pojačalo i krug za obradu signala, te se pretvara u temperaturnu vrijednost izmjerene mete nakon korekcije prema algoritmu u instrumentu i ciljanoj emisivnosti.
Analiza pogrešaka infracrvenog mjerenja temperature
Budući da je infracrveno mjerenje temperature beskontaktno, bit će različitih pogrešaka, a postoji mnogo čimbenika koji utječu na pogreške. Osim čimbenika samog instrumenta, on se uglavnom očituje u sljedećim aspektima.
1. Stopa zračenja
Emisivnost je fizikalna veličina sposobnosti zračenja objekta u odnosu na crno tijelo. Ne odnosi se samo na materijalni oblik predmeta, hrapavost površine, neravnine itd., već i na smjer ispitivanja. Ako je objekt glatka površina, njegova usmjerenost je osjetljivija. Emisivnost različitih tvari je različita, a količina energije zračenja koju primi infracrveni termometar od objekta proporcionalna je njegovoj emisivnosti.
(1) Podešavanje emisivnosti
Prema Kirchhoffovom teoremu [2]: hemisferna monokromatska emisivnost (ε) površine objekta jednaka je njegovoj hemisfernoj monokromatskoj apsorpciji ( ), ε= . U uvjetima toplinske ravnoteže, snaga zračenja objekta jednaka je njegovoj apsorbiranoj snazi, odnosno zbroj stope apsorpcije ( ), refleksije (ρ) i transmisije ( ) je 1, odnosno plus ρ plus {{ 3}}, a slika 3 objašnjava gornji zakon. Za neproziran (ili s određenom debljinom) vidljiva transmisija objekta =0, samo zračenje i refleksija (plus ρ=1), kada je emisivnost objekta veća, reflektivnost je manja, utjecaj pozadine i refleksija Što je manja vrijednost, veća će biti točnost testa; naprotiv, što je viša pozadinska temperatura ili veća reflektivnost, to je veći utjecaj na test. Iz ovoga se može vidjeti da u stvarnom procesu detekcije moramo obratiti pozornost na emisivnost koja odgovara različitim objektima i termometrima, te postaviti emisivnost što je točnije moguće kako bismo smanjili pogrešku izmjerene temperature.
(2) Ispitni kut
Emisivnost je povezana sa smjerom ispitivanja. Što je veći ispitni kut, veća je pogreška ispitivanja. Ovo se lako previdi kada se koristi infracrveno za mjerenje temperature. Općenito govoreći, kut ispitivanja je najbolji unutar 30 stupnjeva, općenito ne viši od 45 stupnjeva, ako se mora testirati na temperaturi višoj od 45 stupnjeva, emisivnost se može odgovarajuće smanjiti radi korekcije. Ako se ocjenjuju i analiziraju podaci mjerenja temperature dvaju identičnih objekata, ispitni kut mora biti isti tijekom ispitivanja kako bi bio usporediviji.
