Infrapunalämpömittarien itsekalibrointivirheen vertailumenetelmää koskeva tutkimus
Mustan kappaleen säteilyn ja infrapunalämpötilan mittausperiaatteet
Kaikki esineet, joiden lämpötila on yli absoluuttisen nollan, lähettävät jatkuvasti infrapunasäteilyä ympäröivään tilaan. Objektin infrapunasäteilyenergian koko ja aallonpituusjakauma liittyvät läheisesti sen pintalämpötilaan. Siksi mittaamalla kohteen itsensä lähettämän infrapunaenergian lämpömittarin optinen järjestelmä muuntaa sen sähköiseksi signaaliksi ilmaisimessa ja näyttää mitatun kohteen pintalämpötilan infrapunalämpömittarin näyttöosan kautta, mikä mahdollistaa tarkan mittauksen. sen pintalämpötila, Tämä on objektiivinen perusta infrapunasäteilyn lämpötilamittaukselle.
Infrapunalämpömittarin ominaisuudet: kosketukseton mittaus, laaja lämpötilan mittausalue, nopea vastenopeus ja korkea herkkyys. Mitattavan kohteen emissiivisyyden vaikutuksesta johtuen mitattavan kohteen todellista lämpötilaa on kuitenkin lähes mahdotonta mitata ja pintalämpötila mitataan.
Infrapunalämpömittareiden standardisoitu kalibrointimenetelmä on käyttää mustarunkouunin kalibrointia. Musta kappale viittaa esineeseen, jonka absorptionopeus on 1 kaikille tulevan säteilyn aallonpituuksille kaikissa olosuhteissa. Blackbody on idealisoitu objektimalli, joten se ottaa käyttöön säteilykertoimen, joka vaihtelee materiaalin ominaisuuksien ja pinnan tilan, nimittäin emissiivisyyden, mukaan. Sen määritelmä on todellisen kohteen säteilytehokkuuden suhde mustan kappaleen säteilytehoon samassa lämpötilassa. Objektin säteily ja infrapunasäteilyn absorptio noudattavat Kirchhoffin lakia. Kun säteilysäde projisoidaan minkä tahansa kohteen pinnalle, energiansäästöperiaatteen mukaan kohteen tulevan säteilyn absorption, heijastuvuuden ja läpäisykyvyn summan on oltava yhtä suuri kuin 1. Yleensä emissiokyky on ei ole helppo mitata, ja se voidaan yleensä määrittää mittaamalla absorptionopeus. Siksi mustan kappaleen säteilylähteitä käytetään säteilystandardeina erilaisten infrapunasäteilylähteiden säteilyn voimakkuuden tarkistamiseen.
Infrapunalämpömittari koostuu optisesta järjestelmästä, valoilmaisimesta, signaalivahvistimesta, signaalinkäsittelystä, näytön lähdöstä ja muista komponenteista. Testattavan kohteen ja heijastuslähteen säteilyviivat demoduloidaan modulaattorilla ja syötetään infrapunatunnistimeen. Kahden signaalin eroa vahvistetaan käänteisvahvistimella ja takaisinkytkentälähteen lämpötilaa ohjataan siten, että takaisinkytkentälähteen spektrisäteily on sama kuin kohteen spektriradianssi. Näyttö näyttää mitattavan kohteen kirkkauden ja lämpötilan. Infrapunalämpömittarilla mitattu lämpötila on kohteen säteilylämpötila eikä kohteen todellinen lämpötila. Koska absoluuttista mustaa kappaletta ei ole olemassa, todellisen kohteen kokonaislämpösäteily on aina pienempi kuin absoluuttinen mustakappaleen kokonaissäteily samassa lämpötilassa. Siksi infrapunalämpömittarilla mitatun lämpötilan tulee ehdottomasti olla pienempi kuin kohteen todellinen lämpötila. Lämpötilaa mitattaessa infrapunalämpömittarin emissiivisyys tulee asettaa mahdollisimman pitkälle (infrapunalämpömittarit, joissa on säädettävä emissiokyky) samalle emissioarvolle kuin mitattava materiaali, ja mitatun arvon tulee olla yhdenmukainen mitattavan kohteen todellisen lämpötilan kanssa. niin paljon kuin mahdollista.
Johdatus infrapunalämpömittarin itsekalibrointimenetelmään
Infrapunalämpömittarien tarkkuuden kannalta tärkeimmät tekijät ovat emissiivisyys, etäisyys pisteestä, pisteen sijainti ja näkökenttä. Infrapunalämpötilan mittausasiantuntijoiden ja laitevalmistajien teknisen henkilöstön kanssa kommunikoimalla ja konsultoinnilla sekä useiden toistuvien harjoittelumenetelmien avulla saatiin itse tehtyä mustakappaleuunin periaatteeseen perustuva kalibrointilaitteisto. Tämän menetelmän itsekalibroinnin ja vertailun toteutettavuus varmistettiin vertailun avulla. Suorita perusvirheiden vertailu, mittausetäisyyden muutosten vaikutus ja itsekalibroinnin emissiivisyysalueen määritys ajallaan. Ennen testaamista säädä infrapunalämpömittari optimaaliseen tilaan ennen kuin käytät sitä paikan päällä tehtävään testaukseen.
