Анализ излучательной способности инфракрасных термометров с использованием принципа Уси Слосена
Коэффициент излучения — это соотношение энергии излучения между реальным объектом и абсолютно черным телом при одинаковой температуре и в одинаковых условиях. Так называемые идентичные условия относятся к одинаковым геометрическим условиям (площадь излучения, размер и направление телесного угла для измерения мощности излучения) и спектральным условиям (спектральный диапазон измерения потока излучения). Из-за корреляции между излучательной способностью и условиями измерения существует несколько определений излучательной способности.
Излучательная способность полусферы Излучательная способность полусферы — это отношение лучистого потока энергии (излучения), излучаемого излучателем в полусферическое пространство на единицу площади, к излучению черного тела при той же температуре, которое далее разделяется на полную и спектральную величины.
Нормальная излучательная способность
Нормальная излучательная способность — это излучательная способность, измеренная в пределах небольшого телесного угла в нормальном направлении к поверхности излучения. Это отношение яркости излучения в нормальном направлении к яркости излучения абсолютно черного тела при той же температуре. В связи с тем, что инфракрасные системы обнаруживают энергию излучения в пределах небольшого телесного угла в нормальном направлении к поверхности цели, решающее значение имеет нормальная излучательная способность.
Для абсолютно черного тела все коэффициенты излучения равны 1, тогда как для реальных объектов значения всех коэффициентов излучения меньше 1. Коэффициент излучения, о котором мы сейчас говорим, является средним коэффициентом излучения.
Что касается поправки на излучательную способность:
Коэффициент излучения различных поверхностей объекта различается, и для обеспечения точности измерения температуры обычно требуется коррекция коэффициента излучения. Из-за того, что термометр калибруется по абсолютно черному телу, коэффициент излучения поверхности любого объекта ниже, чем у черного тела.
Метод коррекции излучательной способности инфракрасного термометра заключается в настройке коэффициента усиления усилителя на основе излучательной способности различных объектов так, чтобы сигнал, генерируемый излучением реального объекта с определенной температурой в системе, был таким же, как и сигнал, генерируемый черным телом с той же температурой. Например, если коэффициент излучения объекта составляет {{0}}.8, необходимо увеличить коэффициент усиления усилителя до исходного 1/0.8=1.25 раз. Однако на промышленных объектах обычно сложно определить параметры излучательной способности цели из-за различных материалов, форм и состояний поверхности измеряемых целей. Ошибки измерения, вызванные другими факторами, могут привести к различиям между измеренными значениями и истинными значениями. Введение регулировки параметра излучательной способности может эффективно решить эту проблему, не влияя на линейность измерений. В зависимости от экспериментальной температуры или температуры процесса отрегулируйте ее в соответствии со следующими шагами:
Например, диапазон термометра: 500-1400 градуса.
Фактическая температура составляет 1200 градусов, а измеренная температура-1150 градусов.
На этом этапе параметр излучательной способности можно настроить следующим образом:
(1150-500) ÷ (1200-500)=0.928 ≈ 0.93
После такой корректировки измеренные значения становятся ближе к истинным значениям, которые также можно корректировать согласно «Таблице коэффициентов излучения материала». Однако параметры в этой таблице не обязательно могут соответствовать требованиям процесса. Необходимо уточнить, что суть введения корректировки излучательной способности заключается в исправлении ошибок измерения.
