Princip činnosti a analýza chyb infračerveného teploměru
Složení systému infračerveného teploměru
Infračervené měření teploty využívá metodu bodové analýzy, to znamená, že tepelné záření místní oblasti objektu je zaměřeno na jediný detektor a výkon záření se převádí na teplotu prostřednictvím emisivity známého objektu. . Vzhledem k různým detekovaným objektům, rozsahům měření a příležitostem použití se vzhled vzhledu a vnitřní struktura infračervených teploměrů liší, ale základní struktura je obecně podobná, zejména zahrnuje optický systém, fotodetektor, zesilovač signálu a zpracování signálu, výstup displeje Infračervený záření emitované zářičem jeho základní struktury vstupuje do optické soustavy a infračervené záření je modulátorem modulováno na střídavé záření, které je detektorem převáděno na odpovídající elektrický signál. Signál prochází zesilovačem a obvodem zpracování signálu a po korekci podle algoritmu v přístroji a emisivity cíle je převeden na hodnotu teploty měřeného cíle.
Analýza chyb infračerveného měření teploty
Vzhledem k tomu, že infračervené měření teploty je bezkontaktní, bude docházet k různým chybám a existuje mnoho faktorů, které chyby ovlivňují. Kromě faktorů samotného nástroje se to projevuje především v následujících aspektech.
1. Rychlost záření
Emisivita je fyzikální veličina vyzařovací schopnosti objektu ve vztahu k černému tělesu. Nesouvisí pouze s tvarem materiálu objektu, drsností povrchu, nerovnostmi atd., ale souvisí také se směrem testu. Pokud je objektem hladký povrch, je jeho směrovost citlivější. Emisivita různých látek je různá a množství energie záření přijaté infračerveným teploměrem z objektu je úměrné jeho emisivitě.
(1) Nastavení emisivity
Podle Kirchhoffovy věty [2]: hemisférická monochromatická emisivita (ε) povrchu předmětu je rovna jeho polokulové monochromatické absorptivitě ( ), ε= . Za podmínek tepelné rovnováhy se výkon záření objektu rovná jeho absorbovanému výkonu, to znamená, že součet míry absorpce ( ), odrazivosti (ρ) a propustnosti ( ) je 1, tedy plus ρ plus {{ 3}} a obrázek 3 vysvětluje výše uvedený zákon. Pro neprůhledný (nebo s určitou tloušťkou) propustnost objektu viditelné =0, pouze záření a odraz (plus ρ=1), když je emisivita objektu vyšší, odrazivost je menší, vliv pozadí a odraz Čím menší je hodnota, tím vyšší bude přesnost testu; naopak, čím vyšší je teplota pozadí nebo čím vyšší je odrazivost, tím větší je dopad na test. Z toho je vidět, že při vlastním detekčním procesu musíme dbát na emisivitu odpovídající různým předmětům a teploměrům a emisivitu nastavit co nejpřesněji, abychom snížili chybu naměřené teploty.
(2) Testovací úhel
Emisivita souvisí se směrem testu. Čím větší je testovací úhel, tím větší je chyba testu. To lze snadno přehlédnout při použití infračerveného záření pro měření teploty. Obecně řečeno, testovací úhel je nejlepší do 30 stupňů, obecně ne vyšší než 45 stupňů, pokud má být testován při teplotě vyšší než 45 stupňů, lze emisivitu pro korekci vhodně snížit. Pokud mají být posouzena a analyzována data měření teploty dvou identických předmětů, musí být zkušební úhel během zkoušky stejný, aby byl srovnatelnější.
