Дослідження методу порівняння помилок самокалібрування інфрачервоного термометра
З розвитком сучасних технологій інфрачервоні термометри широко використовуються при перевірці ліній електропередач, обслуговуванні та експлуатації підстанцій, для виявлення аномальних температур енергетичного обладнання, обладнання для розподілу електроенергії, кабелів, електричних з’єднувачів тощо в умовах експлуатації та електрифікації, і виявлено, що Дефекти електрообладнання. Від того, чи справний інфрачервоний термометр, який використовується, безпосередньо залежить безпечна та стабільна робота електромережі. Щоб підвищити якість роботи та забезпечити безпеку, необхідно провести самокалібрування інфрачервоних термометрів, щоб переконатися, що інфрачервоні термометри в експлуатації знаходяться в справному робочому стані.
1 Випромінювання чорного тіла та принцип вимірювання температури в інфрачервоному діапазоні
Всі об'єкти з температурою вище абсолютного нуля постійно випромінюють в навколишній простір енергію інфрачервоного випромінювання. Величина енергії інфрачервоного випромінювання об'єкта та її розподіл за довжиною хвилі дуже тісно залежать від температури його поверхні. Таким чином, шляхом вимірювання інфрачервоної енергії, випромінюваної самим об’єктом, оптична система термометра перетворюється на електричний датчик на детекторі. Сигнал і через частину дисплея інфрачервоного термометра для відображення температури поверхні вимірюваного об'єкта, він може точно виміряти температуру його поверхні, яка є об'єктивною основою для вимірювання температури інфрачервоного випромінювання.
Особливості інфрачервоного термометра: безконтактне вимірювання, широкий діапазон вимірювання температури, швидка швидкість відгуку, висока чутливість, але через вплив випромінювальної здатності об'єкта вимірювання практично неможливо виміряти реальну температуру об'єкта вимірювання, а також вимірюванням є температура поверхні.
Стандартизований метод перевірки інфрачервоного термометра полягає у використанні печі для чорного тіла. Чорне тіло відноситься до об'єкта, коефіцієнт поглинання падаючого випромінювання всіх довжин хвиль якого дорівнює 1 за будь-яких обставин. Чорне тіло є ідеалізованою моделлю об’єкта, тому введено коефіцієнт випромінювання, який змінюється залежно від властивостей матеріалу та стану поверхні, тобто коефіцієнт випромінювання, який визначається як відношення продуктивності випромінювання фактичного об’єкта до випромінювання чорного тіла при однакова температура. Закон випромінювання і поглинання інфрачервоного випромінювання об'єктом задовольняє закон Кірхгофа. Коли промінь випромінювання проектується на поверхню будь-якого об’єкта, відповідно до принципу збереження енергії, сума коефіцієнтів поглинання, відбиття та пропускання об’єкта для падаючого випромінювання має дорівнювати 1. Як правило, коефіцієнт випромінювання не є легко виміряти. Зазвичай коефіцієнт випромінювання можна визначити, вимірявши коефіцієнт поглинання. Тому джерело випромінювання чорного тіла використовується як еталон випромінювання для перевірки інтенсивності випромінювання різних джерел інфрачервоного випромінювання.
Інфрачервоний термометр складається з оптичної системи, фотоелектричного детектора, підсилювача сигналу, обробки сигналу, виведення дисплея та інших частин. Випромінювання від вимірюваного об'єкта та джерела відбиття демодулюється модулятором, а потім надходить на інфрачервоний детектор. Різниця між двома сигналами посилюється антипідсилювачем і контролює температуру джерела зворотного зв’язку, так що спектральна яскравість джерела зворотного зв’язку є такою ж, як і об’єкта. Дисплей показує температуру яскравості вимірюваного об'єкта. Температура, виміряна інфрачервоним термометром, є радіаційною температурою об’єкта, а не фактичною температурою об’єкта. Оскільки абсолютно чорного тіла не існує, загальна кількість теплового випромінювання фактичного об’єкта при тій же температурі завжди менша за загальну кількість абсолютно чорного випромінювання, тому інфрачервоне вимірювання. Температура, виміряна термометром, однозначно має бути нижчою. ніж реальна температура об'єкта. Під час вимірювання температури коефіцієнт випромінювання інфрачервоного термометра повинен бути максимально налаштований (для інфрачервоних термометрів із регульованим коефіцієнтом випромінювання) на те саме значення коефіцієнта випромінювання, що й вимірюваний матеріал, щоб виміряне значення було якомога ближче до виміряного. Фактична температура об'єкта однакова.
Зараз широко використовуються інфрачервоні термометри, які стали важливим інструментом для виявлення дефектів електрообладнання. Завдяки тривалому використанню на виробничій лінії, випробування на місці роз’ємів електрообладнання, Т-подібних затискачів, настінних прохідних з’єднувачів, шинних вузлів, ножових затворів, кабельних з’єднувачів на підстанціях; з'єднувальні труби, затискачі або з'єднання проводів для ліній електропередачі, що очікують. Через суворі умови використання на місці та неналежне щоденне технічне обслуговування інфрачервоний термометр під час роботи може бути не в змозі точно вимірювати або навіть вийти з ладу обладнання, що призведе до неточного вимірювання та вплине на безпечну та стабільну роботу електромережі. У цій статті досліджується метод самокалібрування інфрачервоного термометра в роботі за принципом інфрачервоного вимірювання температури. Це просто і легко. Користувач може виготовити обладнання для самокалібрування за цим методом. Можна перевірити, чи справний інфрачервоний термометр, щоб зменшити потенційну загрозу безпеці.
Впровадження методу самокалібрування інфрачервоного термометра
Найважливішими факторами для інфрачервоних термометрів для забезпечення точності вимірювання температури є коефіцієнт випромінювання, відстань до плями, положення плями та поле зору. Завдяки спілкуванню та консультаціям з експертами з інфрачервоного вимірювання температури та технічним персоналом виробників обладнання, після неодноразової практики різних методів, було створено набір калібрувального обладнання за принципом печі чорного тіла, а порівняння самокалібрування цього методу було перевірено шляхом порівняння практичний. Під час самокалібрування завершується порівняння основної похибки, впливу зміни відстані вимірювання та визначення діапазону коефіцієнта випромінювання. Перед тестом інфрачервоний термометр налаштовують на найкращий стан, а потім використовують для тестування на місці.
