Аналіз коефіцієнта випромінювання інфрачервоних термометрів за принципом Wuxi Slosen
Коефіцієнт випромінювання — це відношення енергії випромінювання між реальним об’єктом і чорним тілом при однаковій температурі за однакових умов. Під так званими ідентичними умовами розуміються однакові геометричні умови (площа випромінювання, розмір тілесного кута та напрямок для вимірювання потужності випромінювання) та спектральні умови (спектральний діапазон для вимірювання потоку випромінювання). Через кореляцію між коефіцієнтом випромінювання та умовами вимірювання існує кілька визначень коефіцієнта випромінювання.
Коефіцієнт випромінювання півкулі Коефіцієнт випромінювання півкулі — це відношення потоку променистої енергії (випромінювання), випромінюваного випромінювачем у півсферичний простір на одиницю площі, до випромінювання чорного тіла за тієї самої температури, яке далі поділяється на загальну та спектральну величини.
Нормальна випромінювальна здатність
Нормальна випромінювальна здатність - це випромінювальна здатність, виміряна в межах малого тілесного кута в нормальному напрямку поверхні випромінювання. Це відношення яскравості випромінювання в нормальному напрямку до яскравості випромінювання чорного тіла при тій же температурі. Через те, що інфрачервоні системи виявляють енергію випромінювання в межах малого тілесного кута в нормальному напрямку поверхні мішені, нормальна випромінювальна здатність є вирішальною.
Для чорного тіла всі коефіцієнти випромінювання дорівнюють 1, тоді як для фактичних об’єктів значення всіх коефіцієнтів випромінювання менше 1. Коефіцієнт випромінювання, який ми зараз маємо на увазі, є середнім коефіцієнтом випромінювання.
Щодо корекції коефіцієнта випромінювання:
Коефіцієнт випромінювання різних поверхонь об’єктів різний, і для забезпечення точності вимірювання температури, як правило, потрібна корекція коефіцієнта випромінювання. Через те, що термометр відкалібрований за абсолютно чорним тілом, поверхнева випромінювальна здатність будь-якого об’єкта нижча, ніж у чорного тіла.
Метод корекції випромінювальної здатності інфрачервоного термометра полягає в регулюванні коефіцієнта посилення підсилювача на основі випромінювальної здатності різних об’єктів, щоб сигнал, створений випромінюванням фактичного об’єкта з певною температурою в системі, був таким самим, як сигнал, створений чорним тілом з такою ж температурою. Наприклад, якщо коефіцієнт випромінювання об’єкта дорівнює {{0}}.8, необхідно збільшити коефіцієнт підсилення підсилювача до вихідного 1/0.8=1.25 разів. Однак на промислових об’єктах, як правило, важко визначити параметри випромінювальної здатності цілі через різні матеріали, форми та стани поверхні вимірюваних мішеней. Помилки вимірювань, викликані іншими факторами, можуть спричинити відмінності між виміряними значеннями та справжніми значеннями. Введення коригування параметра коефіцієнта випромінювання може ефективно вирішити цю проблему, не впливаючи на лінійність вимірювання. Виходячи з температури досвіду або температури процесу, відрегулюйте відповідно до наступних кроків:
Наприклад, діапазон термометра: 500-1400 градус
Фактична температура становить 1200 градусів, а виміряна температура - 1150 градусів,
На цьому етапі параметр коефіцієнта випромінювання можна налаштувати на:
(1150-500) ÷ (1200-500)=0.928 ≈ 0.93
Після такого налаштування виміряні значення наближаються до справжніх значень, які також можна скоригувати відповідно до «Таблиці коефіцієнта випромінювання матеріалу». Однак параметри в цій таблиці не обов’язково можуть бути застосовані до вимог процесу. Необхідно уточнити, що суть впровадження коригування коефіцієнта випромінювання полягає у виправленні похибок вимірювань.
