Princip rada i analiza grešaka infracrvenog termometra
Sastav infracrvenog termometarskog sistema
Infracrveno mjerenje temperature usvaja metodu analize točka-po-točku, to jest, toplinsko zračenje lokalnog područja objekta fokusira se na jedan detektor, a snaga zračenja se pretvara u temperaturu kroz emisivnost poznatog objekta. . Zbog različitih otkrivenih objekata, opsega mjerenja i prilika upotrebe, dizajn izgleda i unutrašnja struktura infracrvenih termometara su različiti, ali je osnovna struktura općenito slična, uglavnom uključujući optički sistem, fotodetektor, pojačalo signala i obradu signala, izlaz na ekranu Infracrveni zračenje koje emituje radijator njegove osnovne strukture ulazi u optički sistem, a infracrveno zračenje modulatorom se modulira u naizmenično zračenje koje detektor pretvara u odgovarajući električni signal. Signal prolazi kroz pojačalo i krug za obradu signala i pretvara se u vrijednost temperature mjerene mete nakon što se koriguje prema algoritmu u instrumentu i ciljnoj emisivnosti.
Analiza greške infracrvenog mjerenja temperature
Budući da je infracrveno mjerenje temperature beskontaktno, doći će do raznih grešaka, a postoji mnogo faktora koji utiču na greške. Pored faktora samog instrumenta, on se uglavnom manifestuje u sledećim aspektima.
1. Stopa zračenja
Emisivnost je fizička veličina radijacijske sposobnosti objekta u odnosu na crno tijelo. Ne samo da se odnosi na oblik materijala predmeta, hrapavost površine, neravnine, itd., već i na smjer ispitivanja. Ako je predmet glatka površina, njegova usmjerenost je osjetljivija. Emisivnost različitih supstanci je različita, a količina energije zračenja koju infracrveni termometar prima od objekta proporcionalna je njegovoj emisivnosti.
(1) Podešavanje emisivnosti
Prema Kirchhoffovom teoremu [2]: hemisferična monokromatska emisivnost (ε) površine objekta jednaka je njegovoj hemisferičnoj monokromatskoj apsorpciji ( ), ε= . U uslovima termičke ravnoteže, snaga zračenja objekta jednaka je njegovoj apsorbovanoj snazi, odnosno zbir stope apsorpcije ( ), refleksivnosti (ρ) i propustljivosti ( ) je 1, odnosno plus ρ plus {{ 3}}, a Slika 3 objašnjava gornji zakon. Za neproziran (ili sa određenom debljinom) propusnost objekta vidljiva =0, samo zračenje i refleksija ( plus ρ=1), kada je emisivnost objekta veća, reflektivnost je manja, uticaj pozadine i refleksija Što je manja vrijednost, to će biti veća tačnost testa; naprotiv, što je viša pozadinska temperatura ili veća reflektivnost, to je veći uticaj na test. Iz ovoga se može vidjeti da u samom procesu detekcije moramo obratiti pažnju na emisivnost koja odgovara različitim objektima i termometrima, te postaviti emisivnost što je moguće preciznije kako bi se smanjila greška mjerene temperature.
(2) Testni ugao
Emisivnost je povezana sa smjerom ispitivanja. Što je veći ugao testiranja, veća je greška testa. Ovo se lako previdi kada se koristi infracrveno za mjerenje temperature. Uopšteno govoreći, testni ugao je najbolji unutar 30 stepeni, uglavnom ne veći od 45 stepeni, ako se mora testirati na temperaturi višoj od 45 stepeni, emisivnost se može na odgovarajući način smanjiti radi korekcije. Ako se podaci mjerenja temperature dva identična objekta procjenjuju i analiziraju, tada ispitni ugao mora biti isti tokom ispitivanja, kako bi bio uporediviji.
