Kauko-infrapunalämpömittarien vaikuttavien tekijöiden analyysi
Infrapunalämpömittarien standardoitu varmennusmenetelmä käyttää mustarunkouunin kalibrointia. Musta kappale viittaa esineeseen, jonka kaikkien aallonpituuksien tulevan säteilyn absorptiokyky on 1 kaikissa olosuhteissa. Musta kappale on idealisoitu objektimalli. Tästä syystä otetaan käyttöön materiaalin ominaisuuksien ja pintaolosuhteiden mukaan vaihteleva säteilykerroin, nimittäin emissiivisyys, joka määritellään todellisen esineen säteilytehokkuuden suhteeksi mustakappaleeseen samassa lämpötilassa.
Infrapunasäteilyä ja esineiden absorptiota säätelevät lait noudattavat Kirchhoffin lakia. Kun säteilysäde osuu minkä tahansa kohteen pintaan, energiansäästöperiaatteen perusteella kohteen absorptiokyvyn, heijastavuuden ja läpäisykyvyn summa tulevan säteilyn osalta on 1. Yleensä emissiivisyys ei ole helppo mitata ja se voidaan yleensä määrittää absorptiokykyä mittaamalla. Siten mustan kappaleen säteilylähteitä käytetään säteilystandardeina erilaisten infrapunasäteilylähteiden säteilyn intensiteetin kalibroimiseksi.
Infrapunalämpömittari koostuu optisesta järjestelmästä, valosähköisestä ilmaisimesta, signaalivahvistimesta, signaalinkäsittelypiireistä, näytön lähtöyksiköstä ja muista komponenteista. Säteilysäteet mitatusta kohteesta ja referenssisäteilylähteestä demoduloidaan modulaattorilla ja lähetetään sitten infrapunailmaisimeen. Kahden signaalin välistä eroa vahvistetaan tehovahvistimella, joka ohjaa takaisinkytkentälähteen lämpötilaa niin, että takaisinkytkentälähteen spektrisäteily vastaa kohteen spektrisäteilyä. Näytössä näkyy kirkkaus
mitattavan kohteen lämpötila.
Infrapunalämpömittarilla mitattu lämpötila on kohteen säteilylämpötila eikä sen todellinen lämpötila. Koska ideaalista mustaa kappaletta ei ole olemassa, todellisen kohteen kokonaislämpösäteily samassa lämpötilassa on aina pienempi kuin ideaalisen mustan kappaleen. Tästä syystä infrapunalämpömittarilla mitattu lämpötila on aina alhaisempi kuin kohteen todellinen lämpötila. Mittauksen aikana infrapunalämpömittarin emissiivisyys (malleissa, joissa emissiivisyys on säädettävä) tulee asettaa mahdollisimman pitkälle mitatun materiaalin emissioarvoon, jotta mitattu lukema kohdistetaan kohteen todelliseen lämpötilaan.
Infrapunalämpömittareita käytetään nykyään laajalti, ja niistä on tullut tärkeitä työkaluja sähkölaitteiden vikojen havaitsemiseen. Pitkäaikaisesti tuotantolaitoksilla käytettyinä ne testaavat paikan päällä sähköasemien sähkölaitteita, mukaan lukien lähtevien johtojen liittimiä, T-tyyppisiä johtoliittimiä, läpivientiliittimiä, virtakiskoliitoksia, veitsikytkimien koskettimia, kaapeliliittimiä, johtimien liitäntäputkia, johtoliittimiä ja siirtolinjojen johdinliitoksia. Ankarat käyttöympäristöt paikan päällä ja väärä päivittäinen huolto voivat saada käytössä olevat infrapunalämpömittarit tuottamaan epätarkkoja mittauksia tai jopa laitevikoja, mikä johtaa mittausvirheisiin ja vaikuttaa sähköverkon vakaaseen toimintaan.
