Istraživanje o metodi poređenja greške samokalibracije za infracrvene termometre
Principi mjerenja zračenja crnog tijela i infracrvene temperature
Svi objekti sa temperaturama iznad apsolutne nule neprestano emituju energiju infracrvenog zračenja u okolni prostor. Veličina i distribucija talasne dužine energije infracrvenog zračenja objekta usko su povezani sa temperaturom njegove površine. Stoga, mjerenjem infracrvene energije koju emituje sam objekt, optički sistem termometra pretvara je u električni signal na detektoru i prikazuje temperaturu površine mjerenog objekta kroz dio displeja infracrvenog termometra, omogućavajući precizno mjerenje njegova površinska temperatura, Ovo je objektivna osnova za mjerenje temperature infracrvenog zračenja.
Karakteristike infracrvenog termometra: beskontaktno mjerenje, širok raspon mjerenja temperature, brza brzina odziva i visoka osjetljivost. Međutim, zbog utjecaja emisivnosti mjerenog objekta, gotovo je nemoguće izmjeriti pravu temperaturu mjerenog objekta, a mjeri se površinska temperatura.
Standardizirana metoda kalibracije za infracrvene termometre je korištenje kalibracije peći crnog tijela. Crno tijelo se odnosi na objekt čija je stopa apsorpcije jednaka 1 za sve valne dužine upadnog zračenja pod bilo kojim okolnostima. Crno tijelo je idealizirani model objekta, zbog čega se uvodi koeficijent zračenja koji varira ovisno o svojstvima materijala i površinskom stanju, odnosno emisivnosti. Njegova definicija je omjer performansi zračenja stvarnog objekta u odnosu na crno tijelo na istoj temperaturi. Zračenje i apsorpcija infracrvenog zračenja objekta su u skladu s Kirchhoffovim zakonom. Kada se snop zračenja projektuje na površinu bilo kog objekta, prema principu očuvanja energije, zbir apsorpcije, refleksije i propustljivosti upadnog zračenja objekta mora biti jednak 1. Generalno, emisivnost je nije lako izmjeriti i obično se može odrediti mjerenjem stope apsorpcije. Stoga se izvori zračenja crnog tijela koriste kao standardi zračenja za provjeru intenziteta zračenja različitih izvora infracrvenog zračenja.
Infracrveni termometar se sastoji od optičkog sistema, fotodetektora, pojačivača signala, obrade signala, izlaza na ekranu i drugih komponenti. Linije zračenja ispitivanog objekta i izvora refleksije demoduliraju se modulatorom i ulaze u infracrveni detektor. Razlika između dva signala pojačava se reverznim pojačalom i kontrolira se temperatura izvora povratne sprege, tako da je spektralni zračenje izvora povratne sprege isti kao i spektralni sjaj objekta. Zaslon pokazuje svjetlinu i temperaturu mjerenog objekta. Temperatura mjerena infracrvenim termometrom je temperatura zračenja objekta, a ne stvarna temperatura objekta. Pošto apsolutno crno tijelo ne postoji, ukupno toplinsko zračenje stvarnog objekta uvijek je manje od ukupnog apsolutnog zračenja crnog tijela na istoj temperaturi. Stoga bi temperatura mjerena infracrvenim termometrom definitivno trebala biti manja od stvarne temperature objekta. Prilikom mjerenja temperature, emisivnost infracrvenog termometra treba biti podešena što je više moguće (za infracrvene termometre sa podesivom emisivnošću) na istu vrijednost emisivnosti kao mjerni materijal, a izmjerena vrijednost treba biti u skladu sa pravom temperaturom mjernog objekta koliko god je moguce.
Uvod u metodu samokalibracije infracrvenog termometra
Najvažniji faktori koji osiguravaju tačnost infracrvenih termometara su emisivnost, udaljenost do tačke, položaj tačke i vidno polje. Kroz komunikaciju i konsultacije sa stručnjacima za infracrveno mjerenje temperature i tehničkim osobljem proizvođača opreme, te kroz više metoda ponovljene prakse, napravljen je set opreme za kalibraciju po principu crne peći. Izvodljivost samokalibracije i poređenja ove metode je potvrđena poređenjem. Završiti poređenje osnovnih grešaka, uticaja promene udaljenosti merenja i određivanje opsega emisivnosti u samokalibraciji na vreme. Prije testiranja, podesite infracrveni termometar na optimalno stanje prije nego ga koristite za testiranje na licu mjesta.
