Аналіз випромінювальної здатності інфрачервоного термометра
Коефіцієнт випромінювання — це відношення енергії випромінювання між реальним об’єктом і чорним тілом при однаковій температурі за однакових умов. Так звані однакові умови відносяться до однакових геометричних умов (площа випромінювання, розмір тілесного кута та напрямок для вимірювання потужності випромінювання) та спектральних умов (спектральний діапазон для вимірювання потоку випромінювання). Оскільки коефіцієнт випромінювання пов’язаний з умовами вимірювання, існує кілька визначень коефіцієнта випромінювання.
Коефіцієнт випромінювання півкулі Коефіцієнт випромінювання півкулі — це відношення потоку променистої енергії (випромінювання) на одиницю площі випромінювача до коефіцієнта випромінювання чорного тіла за тієї самої температури, яке поділяється на загальну кількість і спектральну кількість.
Нормальна випромінювальна здатність
Нормальна випромінювальна здатність - це випромінювальна здатність, виміряна в малому тілесному куті вздовж нормального напрямку поверхні випромінювання, яка є відношенням яскравості випромінювання вздовж нормального напрямку до яскравості випромінювання чорного тіла при тій же температурі. Оскільки всі інфрачервоні системи виявляють енергію випромінювання в невеликому тілесному куті вздовж нормального напрямку поверхні мішені, нормальна випромінювальна здатність є дуже важливою.
Для чорного тіла всі види випромінювальної здатності дорівнюють 1, тоді як для реальних об’єктів усі види випромінювальної здатності менші за 1. Зараз ми говоримо про середню випромінювальну здатність.
Корекція коефіцієнта випромінювання:
Коефіцієнт випромінювання різних поверхонь різний. Щоб забезпечити точність вимірювання температури, зазвичай потрібна корекція коефіцієнта випромінювання. Оскільки термометр відкалібровано за чорним тілом, випромінювальна здатність будь-якої поверхні об’єкта менша, ніж у чорного тіла.
Метод корекції коефіцієнта випромінювання інфрачервоного термометра полягає в регулюванні збільшення підсилювача відповідно до коефіцієнта випромінювання різних об’єктів, щоб сигнал, створений випромінюванням фактичного об’єкта з певною температурою в системі, був таким же, як сигнал, створений чорне тіло з такою ж температурою. Наприклад, якщо коефіцієнт випромінювання об’єкта становить {{0}}.8, збільшення підсилювача потрібно збільшити до 1/0.8=1.25 разів. Однак у промисловій сфері, як правило, важко визначити параметри випромінювальної здатності мішені через різні матеріали, форми та стани поверхні вимірюваних мішеней. Помилки вимірювання, викликані іншими факторами, призведуть до різниці між виміряним значенням і реальним значенням. Запровадження коригування параметра коефіцієнта випромінювання може добре вирішити цю проблему, не впливаючи на лінійність вимірювань. Можна налаштувати відповідно до наступних кроків на основі емпіричної температури або температури процесу:
Наприклад, діапазон вимірювання термометра становить 500-1400 градусів
Справжня температура становить 1200 градусів, а виміряна – 1150 градусів.
У цей час параметр коефіцієнта випромінювання можна налаштувати наступним чином:
(1150-500)÷(1200-500)=0.928≈0.93
Після такого налаштування виміряне значення наближається до реального значення, і його також можна скоригувати з посиланням на таблицю коефіцієнта випромінювання матеріалу. Однак параметри в цій таблиці можуть не відповідати потребам процесу. Має бути зрозуміло, що суть регулювання коефіцієнта випромінювання полягає у виправленні похибки вимірювання.
