Infrasarkanā termometra darbības princips un kļūdu analīze
Infrasarkano termometru sistēmas sastāvs
Infrasarkanās temperatūras mērīšanai tiek izmantota punktveida analīzes metode, tas ir, objekta lokālā apgabala termiskais starojums tiek fokusēts uz vienu detektoru, un starojuma jauda tiek pārveidota temperatūrā, izmantojot zināmā objekta izstarojuma spēju. . Atšķirīgo atklāto objektu, mērījumu diapazonu un lietošanas gadījumu dēļ infrasarkano termometru izskats un iekšējā struktūra ir atšķirīga, taču pamata struktūra kopumā ir līdzīga, galvenokārt ietverot optisko sistēmu, fotodetektoru, signāla pastiprinātāju un signālu apstrādi, displeja izvadi. tā pamatstruktūras radiatora izstarotais starojums nonāk optiskajā sistēmā, un infrasarkano starojumu modulators modulē mainīgā starojumā, ko detektors pārvērš atbilstošā elektriskajā signālā. Signāls iet caur pastiprinātāju un signāla apstrādes ķēdi un tiek pārveidots par izmērītā mērķa temperatūras vērtību pēc tam, kad tas ir koriģēts saskaņā ar instrumentā esošo algoritmu un mērķa emisijas spēju.
Infrasarkanās temperatūras mērījumu kļūdu analīze
Tā kā infrasarkano staru temperatūras mērīšana ir bezkontakta, būs dažādas kļūdas, un ir daudzi faktori, kas ietekmē kļūdas. Papildus paša instrumenta faktoriem tas galvenokārt izpaužas šādos aspektos.
1. Radiācijas ātrums
Emissivitāte ir objekta starojuma spējas fiziskais lielums attiecībā pret melnu ķermeni. Tas ir saistīts ne tikai ar objekta materiāla formu, virsmas raupjumu, nelīdzenumu utt., bet arī ar testa virzienu. Ja objekts ir gluda virsma, tā virziens ir jutīgāks. Dažādu vielu emisijas spēja ir atšķirīga, un starojuma enerģijas daudzums, ko infrasarkanais termometrs saņem no objekta, ir proporcionāls tā emisijas spējai.
(1) Izstarojuma iestatīšana
Saskaņā ar Kirhofa teorēmu [2]: objekta virsmas puslodes monohromatiskā izstarojuma koeficients (ε) ir vienāds ar tā puslodes monohromatisko absorbciju ( ), ε= . Termiskā līdzsvara apstākļos objekta starojuma jauda ir vienāda ar tā absorbēto jaudu, tas ir, absorbcijas ātruma ( ), atstarošanas (ρ) un caurlaidības ( ) summa ir 1, tas ir, plus ρ plus {{ 3}}, un 3. attēlā ir izskaidrots iepriekš minētais likums. Necaurredzama (vai ar noteiktu biezumu) objekta caurlaidība redzama =0, tikai starojums un atstarojums ( plus ρ=1), kad objekta izstarojuma spēja ir lielāka, atstarošanās spēja ir mazāka, fona ietekme un atspoguļojums Jo mazāka vērtība, jo augstāka būs testa precizitāte; gluži pretēji, jo augstāka ir fona temperatūra vai augstāka atstarošanās spēja, jo lielāka ietekme uz testu. No tā var redzēt, ka faktiskajā noteikšanas procesā mums ir jāpievērš uzmanība izstarojuma koeficientam, kas atbilst dažādiem objektiem un termometriem, un jāiestata izstarojuma koeficients pēc iespējas precīzāk, lai samazinātu izmērītās temperatūras kļūdu.
(2) Testa leņķis
Emisija ir saistīta ar testa virzienu. Jo lielāks testa leņķis, jo lielāka ir testa kļūda. To var viegli neievērot, izmantojot infrasarkano staru temperatūras mērīšanai. Vispārīgi runājot, testa leņķis ir vislabākais 30 grādu robežās, parasti ne augstāks par 45 grādiem, ja tas ir jāpārbauda temperatūrā, kas ir augstāka par 45 grādiem, izstarojuma koeficientu var atbilstoši samazināt korekcijai. Ja ir jāizvērtē un jāanalizē divu identisku objektu temperatūras mērījumu dati, tad testa leņķim testa laikā jābūt vienādam, lai tas būtu labāk salīdzināms.
