Infraraudonųjų spindulių termometro veikimo principas ir klaidų analizė
Infraraudonųjų spindulių termometro sistemos sudėtis
Infraraudonųjų spindulių temperatūros matavimas taiko taškinės analizės metodą, ty objekto vietinės zonos šiluminė spinduliuotė sufokusuojama į vieną detektorių, o spinduliuotės galia paverčiama temperatūra per žinomo objekto spinduliavimo koeficientą. . Dėl skirtingų aptiktų objektų, matavimo diapazonų ir naudojimo atvejų infraraudonųjų spindulių termometrų išvaizda ir vidinė struktūra skiriasi, tačiau pagrindinė struktūra paprastai yra panaši, daugiausia apimanti optinę sistemą, fotodetektorių, signalo stiprintuvą ir signalo apdorojimą, ekrano išvestį. jo pagrindinės struktūros radiatoriaus skleidžiama spinduliuotė patenka į optinę sistemą, o infraraudonąją spinduliuotę moduliatorius moduliuoja į kintamą spinduliuotę, kurią detektorius paverčia atitinkamu elektriniu signalu. Signalas praeina per stiprintuvą ir signalo apdorojimo grandinę ir paverčiamas išmatuoto taikinio temperatūros verte po to, kai jis yra pataisytas pagal prietaiso algoritmą ir tikslinę spinduliuotę.
Infraraudonųjų spindulių temperatūros matavimo klaidų analizė
Kadangi infraraudonųjų spindulių temperatūros matavimas yra nekontaktinis, bus įvairių klaidų, o paklaidoms įtakos turi daug veiksnių. Be paties instrumento veiksnių, jis daugiausia pasireiškia šiais aspektais.
1. Radiacijos greitis
Spinduliavimas yra fizinis objekto spinduliavimo gebos dydis, palyginti su juodu kūnu. Tai susiję ne tik su objekto medžiagos forma, paviršiaus šiurkštumu, nelygumais ir pan., bet ir su bandymo kryptimi. Jei objektas yra lygaus paviršiaus, jo kryptingumas yra jautresnis. Įvairių medžiagų spinduliuotė yra skirtinga, o spinduliuotės energijos kiekis, kurį infraraudonųjų spindulių termometras gauna iš objekto, yra proporcingas jo spinduliuotei.
(1) Emisijos nustatymas
Pagal Kirchhoffo teoremą [2]: objekto paviršiaus pusrutulio monochromatinė spinduliuotė (ε) lygi jo pusrutulio monochromatinei absorbcijai ( ), ε= . Šiluminės pusiausvyros sąlygomis objekto spinduliuotės galia yra lygi jo sugertajai galiai, tai yra, absorbcijos laipsnio ( ), atspindžio (ρ) ir pralaidumo ( ) suma yra 1, tai yra plius ρ plius {{ 3}}, o 3 paveiksle paaiškinamas aukščiau pateiktas dėsnis. Nepermatomo (arba tam tikro storio) objekto pralaidumas matomas =0, tik spinduliavimas ir atspindys ( plius ρ=1), kai objekto spinduliuotė didesnė, atspindėjimas mažesnis, fono įtaka ir atspindys Kuo mažesnė vertė, tuo didesnis bus testo tikslumas; priešingai, kuo aukštesnė fono temperatūra arba didesnis atspindėjimas, tuo didesnis poveikis bandymui. Iš to matyti, kad realiame aptikimo procese turime atkreipti dėmesį į skirtingus objektus ir termometrus atitinkančią spinduliuotę ir nustatyti kiek įmanoma tiksliau spinduliuotę, kad sumažintume išmatuotos temperatūros paklaidą.
(2) Bandymo kampas
Spinduliuotė yra susijusi su bandymo kryptimi. Kuo didesnis bandymo kampas, tuo didesnė bandymo paklaida. Tai lengvai nepastebima, kai temperatūrai matuoti naudojamas infraraudonųjų spindulių. Paprastai tariant, bandymo kampas yra geriausias 30 laipsnių ribose, paprastai ne didesnis kaip 45 laipsnių, jei jis turi būti išbandytas aukštesnėje nei 45 laipsnių temperatūroje, spinduliavimo koeficientas gali būti atitinkamai sumažintas, kad būtų galima pataisyti. Jei reikia įvertinti ir analizuoti dviejų identiškų objektų temperatūros matavimo duomenis, bandymo kampas turi būti vienodas bandymo metu, kad būtų lengviau palyginamas.
