Исследование метода сравнения погрешностей самокалибровки инфракрасных термометров
Излучение черного тела и принципы измерения инфракрасной температуры
Все объекты с температурой выше абсолютного нуля постоянно излучают энергию инфракрасного излучения в окружающее пространство. Размер и распределение длины волны энергии инфракрасного излучения объекта тесно связаны с температурой его поверхности. Таким образом, измеряя инфракрасную энергию, излучаемую самим объектом, оптическая система термометра преобразует ее в электрический сигнал на детекторе и отображает температуру поверхности измеряемого объекта через дисплейную часть инфракрасного термометра, обеспечивая точное измерение температуры. температура его поверхности. Это объективная основа для измерения температуры инфракрасного излучения.
Характеристики инфракрасного термометра: бесконтактное измерение, широкий диапазон измерения температуры, быстрая скорость срабатывания и высокая чувствительность. Однако из-за влияния излучательной способности измеряемого объекта измерить истинную температуру измеряемого объекта практически невозможно, и измеряется температура поверхности.
Стандартизированный метод калибровки инфракрасных термометров заключается в использовании калибровки печи черного тела. Под черным телом понимается объект, коэффициент поглощения которого равен 1 для всех длин волн падающего излучения при любых обстоятельствах. Черное тело представляет собой идеализированную модель объекта, поэтому вводится коэффициент излучения, который зависит от свойств материала и состояния поверхности, а именно коэффициент излучения. Его определением является отношение мощности излучения реального объекта к мощности излучения абсолютно черного тела при той же температуре. Излучение и поглощение инфракрасного излучения объекта подчиняются закону Кирхгофа. Когда луч излучения проецируется на поверхность любого объекта, в соответствии с принципом сохранения энергии сумма поглощения, отражения и пропускания падающего излучения объекта должна быть равна 1. Обычно коэффициент излучения равен измерить нелегко, и обычно его можно определить путем измерения скорости поглощения. Поэтому источники излучения черного тела используются в качестве эталонов излучения для проверки интенсивности излучения различных источников инфракрасного излучения.
Инфракрасный термометр состоит из оптической системы, фотодетектора, усилителя сигнала, устройства обработки сигнала, вывода дисплея и других компонентов. Линии излучения объекта контроля и источника отражения демодулируются модулятором и поступают в инфракрасный детектор. Разница между двумя сигналами усиливается обратным усилителем, а температура источника обратной связи контролируется, так что спектральное излучение источника обратной связи совпадает со спектральным излучением объекта. На дисплее отображается яркость и температура измеряемого объекта. Температура, измеренная инфракрасным термометром, является температурой излучения объекта, а не фактической температурой объекта. Поскольку абсолютно черного тела не существует, полное тепловое излучение реального объекта всегда меньше, чем полное излучение абсолютно черного тела при той же температуре. Поэтому температура, измеренная инфракрасным термометром, обязательно должна быть меньше фактической температуры объекта. При измерении температуры коэффициент излучения инфракрасного термометра должен быть установлен, насколько это возможно (для инфракрасных термометров с регулируемым коэффициентом излучения), равным тому же значению коэффициента излучения, что и измеряемый материал, а измеренное значение должно соответствовать истинной температуре измеряемого объекта. как можно больше.
Введение в метод самокалибровки инфракрасного термометра
Наиболее важными факторами, гарантирующими точность инфракрасных термометров, являются излучательная способность, расстояние до точки, положение точки и поле зрения. Благодаря общению и консультациям со специалистами по измерению инфракрасной температуры и техническим персоналом производителей оборудования, а также посредством многочисленных методов многократной практики был самостоятельно изготовлен комплект калибровочного оборудования, основанный на принципе печи черного тела. Возможность самокалибровки и сравнения этого метода была проверена путем сравнения. Завершить сравнение основных погрешностей, влияние изменения расстояния измерения и определение диапазона излучательной способности при самокалибровке по времени. Перед тестированием настройте инфракрасный термометр в оптимальное состояние, прежде чем использовать его для тестирования на месте.
