Principio di funzionamento e analisi degli errori del termometro a infrarossi
Composizione del sistema termometro a infrarossi
La misurazione della temperatura a infrarossi adotta un metodo di analisi punto per punto, ovvero la radiazione termica di un'area locale dell'oggetto viene focalizzata su un singolo rilevatore e la potenza della radiazione viene convertita in temperatura attraverso l'emissività dell'oggetto noto . A causa dei diversi oggetti rilevati, intervalli di misurazione e occasioni di utilizzo, il design dell'aspetto e la struttura interna dei termometri a infrarossi sono diversi, ma la struttura di base è generalmente simile, includendo principalmente sistema ottico, fotorilevatore, amplificatore di segnale ed elaborazione del segnale, uscita display L'infrarosso la radiazione emessa dal radiatore della sua struttura di base entra nel sistema ottico e la radiazione infrarossa viene modulata in radiazione alternata dal modulatore, che viene convertita in un corrispondente segnale elettrico dal rivelatore. Il segnale passa attraverso l'amplificatore e il circuito di elaborazione del segnale e viene convertito nel valore di temperatura del target misurato dopo essere stato corretto in base all'algoritmo nello strumento e all'emissività del target.
Analisi degli errori della misurazione della temperatura a infrarossi
Poiché la misurazione della temperatura a infrarossi è senza contatto, ci saranno vari errori e ci sono molti fattori che influenzano gli errori. Oltre ai fattori dello strumento stesso, si manifesta principalmente nei seguenti aspetti.
1. Tasso di radiazione
L'emissività è una quantità fisica della capacità di radiazione di un oggetto rispetto a un corpo nero. Non è solo correlato alla forma del materiale dell'oggetto, alla rugosità della superficie, all'irregolarità, ecc., ma anche alla direzione del test. Se l'oggetto è una superficie liscia, la sua direzionalità è più sensibile. L'emissività di diverse sostanze è diversa e la quantità di energia di radiazione ricevuta da un termometro a infrarossi da un oggetto è proporzionale alla sua emissività.
(1) Impostazione dell'emissività
Secondo il teorema di Kirchhoff [2]: l'emissività monocromatica emisferica (ε) della superficie dell'oggetto è uguale alla sua assorbenza monocromatica emisferica ( ), ε= . In condizioni di equilibrio termico, la potenza di radiazione di un oggetto è uguale alla sua potenza assorbita, cioè la somma del tasso di assorbimento ( ), riflettività (ρ) e trasmittanza ( ) è 1, cioè più ρ più {{ 3}}, e la Figura 3 spiega la legge di cui sopra. Per la trasmittanza dell'oggetto opaco (o con un certo spessore) visibile =0, solo radiazione e riflessione (più ρ=1), quando l'emissività dell'oggetto è maggiore, la riflettività è minore, l'influenza dello sfondo e riflessione Minore è il valore, maggiore sarà l'accuratezza del test; al contrario, maggiore è la temperatura di fondo o maggiore è la riflettività, maggiore sarà l'impatto sul test. Da ciò si può vedere che nell'effettivo processo di rilevamento, dobbiamo prestare attenzione all'emissività corrispondente a diversi oggetti e termometri e impostare l'emissività nel modo più accurato possibile per ridurre l'errore della temperatura misurata.
(2) Angolo di prova
L'emissività è correlata alla direzione del test. Maggiore è l'angolo di prova, maggiore è l'errore di prova. Questo viene facilmente trascurato quando si utilizzano gli infrarossi per la misurazione della temperatura. In generale, l'angolo di prova è migliore entro 30 gradi, generalmente non superiore a 45 gradi, se deve essere testato a una temperatura superiore a 45 gradi, l'emissività può essere opportunamente abbassata per la correzione. Se i dati di misurazione della temperatura di due oggetti identici devono essere giudicati e analizzati, l'angolo di prova deve essere lo stesso durante il test, in modo che sia più comparabile.
