Дослідження методу порівняння похибки самокалібрування інфрачервоних термометрів
Принципи вимірювання температури в інфрачервоному випромінюванні чорного тіла
Всі об'єкти з температурою вище абсолютного нуля постійно випромінюють в навколишній простір енергію інфрачервоного випромінювання. Розмір і розподіл довжини хвилі енергії інфрачервоного випромінювання об'єкта тісно пов'язані з температурою його поверхні. Таким чином, вимірюючи інфрачервону енергію, випромінювану самим об’єктом, оптична система термометра перетворює її в електричний сигнал на детекторі та відображає температуру поверхні вимірюваного об’єкта через частину дисплея інфрачервоного термометра, забезпечуючи точне вимірювання температура його поверхні. Це об'єктивна основа для вимірювання температури інфрачервоного випромінювання.
Характеристики інфрачервоного термометра: безконтактне вимірювання, широкий діапазон вимірювання температури, швидкий відгук, висока чутливість. Однак через вплив випромінювальної здатності вимірюваного об'єкта практично неможливо виміряти справжню температуру вимірюваного об'єкта, тому вимірюється температура поверхні.
Стандартизований метод калібрування для інфрачервоних термометрів полягає у використанні калібрування в печі чорного тіла. Чорне тіло відноситься до об’єкта зі швидкістю поглинання, що дорівнює 1 для всіх довжин хвиль падаючого випромінювання за будь-яких обставин. Чорне тіло є ідеалізованою моделлю об’єкта, тому вводиться коефіцієнт випромінювання, який змінюється залежно від властивостей матеріалу та стану поверхні, а саме коефіцієнта випромінювання. Його визначенням є співвідношення продуктивності випромінювання фактичного об’єкта до випромінювання чорного тіла за тієї самої температури. Випромінювання і поглинання інфрачервоного випромінювання об'єкта відповідає закону Кірхгофа. Коли промінь випромінювання проектується на поверхню будь-якого об’єкта, відповідно до принципу збереження енергії сума поглинання, відбиття та пропускання падаючого випромінювання об’єкта має дорівнювати 1. Зазвичай коефіцієнт випромінювання дорівнює непросто виміряти, і зазвичай можна визначити шляхом вимірювання швидкості поглинання. Тому джерела випромінювання чорного тіла використовуються як стандарти випромінювання для перевірки інтенсивності випромінювання різних джерел інфрачервоного випромінювання.
Інфрачервоний термометр складається з оптичної системи, фотодетектора, підсилювача сигналу, обробки сигналу, виведення дисплея та інших компонентів. Лінії випромінювання досліджуваного об'єкта і джерела відбиття демодулюються модулятором і вводяться в інфрачервоний детектор. Різниця між двома сигналами посилюється зворотним підсилювачем, а температура джерела зворотного зв’язку контролюється, щоб спектральна яскравість джерела зворотного зв’язку була такою ж, як спектральна яскравість об’єкта. На дисплеї відображається яскравість і температура вимірюваного об'єкта. Температура, виміряна інфрачервоним термометром, є радіаційною температурою об'єкта, а не фактичною температурою об'єкта. Оскільки абсолютно чорного тіла не існує, загальне теплове випромінювання фактичного об’єкта завжди менше, ніж повне випромінювання абсолютно чорного тіла за тієї самої температури. Тому температура, виміряна інфрачервоним термометром, обов'язково повинна бути меншою за фактичну температуру об'єкта. Вимірюючи температуру, коефіцієнт випромінювання інфрачервоного термометра має бути максимально встановлений (для інфрачервоних термометрів із регульованим коефіцієнтом випромінювання) на те саме значення коефіцієнта випромінювання, що й вимірюваний матеріал, і виміряне значення має відповідати справжній температурі об’єкта вимірювання. так багато, як тільки можливо.
Вступ до методу самокалібрування інфрачервоного термометра
Найважливішими факторами для забезпечення точності інфрачервоних термометрів 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, а також завдяки численним методам багаторазової практики, набір калібрувального обладнання було виготовлено власноруч за принципом печі чорного тіла. Доцільність самокалібрування та порівняння цього методу було перевірено шляхом порівняння. Завершити порівняння основних похибок, впливу зміни відстані вимірювання та визначення діапазону випромінювання при самокалібруванні на час. Перед тестуванням відрегулюйте інфрачервоний термометр до оптимального стану, перш ніж використовувати його для тестування на місці.
