Arbejdsprincip og fejlanalyse af infrarødt termometer
Sammensætning af infrarødt termometersystem
Infrarød temperaturmåling vedtager en punkt-for-punkt analysemetode, det vil sige, at den termiske stråling af et lokalt område af objektet er fokuseret på en enkelt detektor, og strålingseffekten konverteres til temperatur gennem emissiviteten af det kendte objekt . På grund af de forskellige detekterede objekter, måleområder og brugsmuligheder er udseendet og den interne struktur af infrarøde termometre anderledes, men den grundlæggende struktur er generelt ens, hovedsageligt inklusive optisk system, fotodetektor, signalforstærker og signalbehandling, displayoutput Den infrarøde stråling, der udsendes af radiatoren af dens grundlæggende struktur, kommer ind i det optiske system, og den infrarøde stråling moduleres til vekslende stråling af modulatoren, som omdannes til et tilsvarende elektrisk signal af detektoren. Signalet passerer gennem forstærkeren og signalbehandlingskredsløbet og konverteres til temperaturværdien af det målte mål efter at være blevet korrigeret i henhold til algoritmen i instrumentet og målemissionsevnen.
Fejlanalyse af infrarød temperaturmåling
Da den infrarøde temperaturmåling er berøringsfri, vil der være forskellige fejl, og der er mange faktorer, der påvirker fejlene. Ud over selve instrumentets faktorer manifesteres det hovedsageligt i følgende aspekter.
1. Strålingshastighed
Emissivitet er en fysisk størrelse af et objekts strålingsevne i forhold til en sort krop. Det er ikke kun relateret til objektets materialeform, overfladeruhed, ujævnheder osv., men også relateret til testens retning. Hvis objektet er en glat overflade, er dets retningsbestemmelse mere følsomt. Emissionsevnen af forskellige stoffer er forskellig, og mængden af strålingsenergi, der modtages af et infrarødt termometer fra en genstand, er proportional med dens emissivitet.
(1) Indstilling af emissivitet
Ifølge Kirchhoffs sætning [2]: den halvkugleformede monokromatiske emissivitet (ε) af objektets overflade er lig med dens halvkugleformede monokromatiske absorptionsevne ( ), ε= . Under termiske ligevægtsforhold er et objekts strålingseffekt lig med dets absorberede effekt, dvs. summen af absorptionshastigheden ( ), reflektiviteten (ρ) og transmittansen ( ) er 1, det vil sige plus ρ plus {{ 3}}, og figur 3 forklarer ovenstående lov. For uigennemsigtig (eller med en vis tykkelse) objekttransmittans synlig =0, kun stråling og refleksion (plus ρ=1), når objektets emissivitet er højere, reflektionsevnen er mindre, indflydelsen af baggrunden og refleksion Jo mindre værdien er, desto højere vil nøjagtigheden af testen være; tværtimod, jo højere baggrundstemperaturen eller jo højere reflektionsevnen er, jo større indvirkning på testen. Det ses heraf, at vi i selve detektionsprocessen skal være opmærksomme på emissiviteten svarende til forskellige objekter og termometre, og indstille emissiviteten så præcist som muligt for at reducere fejlen i den målte temperatur.
(2) Testvinkel
Emissiviteten er relateret til testretningen. Jo større testvinklen er, desto større testfejl. Dette overses let ved brug af infrarød til temperaturmåling. Generelt set er testvinklen bedst inden for 30 grader, generelt ikke højere end 45 grader, hvis den skal testes ved en temperatur højere end 45 grader, kan emissiviteten sænkes passende til korrektion. Hvis temperaturmålingsdata for to identiske objekter skal bedømmes og analyseres, skal testvinklen være den samme under testen, så den er mere sammenlignelig.
