Arbeidsprinsipp og feilanalyse av infrarødt termometer
Sammensetning av infrarødt termometersystem
Infrarød temperaturmåling bruker en punkt-for-punkt analysemetode, det vil si at termisk stråling fra et lokalt område av objektet er fokusert på en enkelt detektor, og strålingseffekten konverteres til temperatur gjennom emissiviteten til det kjente objektet . På grunn av de forskjellige gjenstandene, måleområdene og brukstillfällene, er utseendet og den interne strukturen til infrarøde termometre forskjellige, men den grunnleggende strukturen er generelt lik, hovedsakelig inkludert optisk system, fotodetektor, signalforsterker og signalbehandling, skjermutgang Den infrarøde stråling som sendes ut av radiatoren av dens grunnleggende struktur kommer inn i det optiske systemet, og den infrarøde strålingen moduleres til vekslende stråling av modulatoren, som konverteres til et tilsvarende elektrisk signal av detektoren. Signalet går gjennom forsterkeren og signalbehandlingskretsen, og konverteres til temperaturverdien til det målte målet etter å ha blitt korrigert i henhold til algoritmen i instrumentet og målemissiviteten.
Feilanalyse av infrarød temperaturmåling
Siden den infrarøde temperaturmålingen er berøringsfri vil det være ulike feil, og det er mange faktorer som påvirker feilene. I tillegg til faktorene til selve instrumentet, manifesteres det hovedsakelig i følgende aspekter.
1. Strålingshastighet
Emissivitet er en fysisk mengde av et objekts strålingsevne i forhold til en svart kropp. Det er ikke bare knyttet til gjenstandens materialform, overflateruhet, ujevnhet osv., men også relatert til testens retning. Hvis objektet er en glatt overflate, er retningsevnen mer følsom. Emissiviteten til forskjellige stoffer er forskjellig, og mengden strålingsenergi som mottas av et infrarødt termometer fra et objekt er proporsjonalt med dets emissivitet.
(1) Innstilling av emissivitet
I følge Kirchhoffs teorem [2]: den halvkuleformede monokromatiske emissiviteten (ε) til objektoverflaten er lik dens halvkuleformede monokromatiske absorpsjonsevne ( ), ε= . Under termiske likevektsforhold er strålingseffekten til et objekt lik dens absorberte kraft, det vil si summen av absorpsjonshastigheten ( ), reflektiviteten (ρ) og transmittansen ( ) er 1, det vil si pluss ρ pluss {{ 3}}, og figur 3 forklarer loven ovenfor. For ugjennomsiktig (eller med en viss tykkelse) objekttransmittans synlig =0, bare stråling og refleksjon (pluss ρ=1), når emissiviteten til objektet er høyere, er reflektiviteten mindre, påvirkningen av bakgrunnen og refleksjon Jo mindre verdien er, jo høyere nøyaktighet vil testen være; tvert imot, jo høyere bakgrunnstemperatur eller jo høyere reflektivitet, jo større innvirkning på testen. Det kan ses av dette at vi i selve deteksjonsprosessen må ta hensyn til emissiviteten som tilsvarer ulike objekter og termometre, og stille inn emissiviteten så nøyaktig som mulig for å redusere feilen til den målte temperaturen.
(2) Testvinkel
Emissiviteten er relatert til testretningen. Jo større testvinkel, desto større testfeil. Dette overses lett ved bruk av infrarød til temperaturmåling. Generelt sett er testvinkelen best innenfor 30 grader, vanligvis ikke høyere enn 45 grader, hvis den må testes ved en temperatur høyere enn 45 grader, kan emissiviteten reduseres passende for korreksjon. Hvis temperaturmålingsdataene til to identiske objekter skal bedømmes og analyseres, må testvinkelen være den samme under testen, slik at den er mer sammenlignbar.
