Kızılötesi Termometreler İçin Otomatik Kalibrasyon Hatasının Karşılaştırma Yöntemi Üzerine Araştırma
Kara cisim radyasyonu ve kızılötesi sıcaklık ölçüm prensipleri
Mutlak sıfırın üzerindeki sıcaklıklara sahip tüm nesneler, çevredeki alana sürekli olarak kızılötesi radyasyon enerjisi yayar. Bir nesnenin kızılötesi radyasyon enerjisinin boyutu ve dalga boyu dağılımı, yüzey sıcaklığıyla yakından ilişkilidir. Bu nedenle, termometrenin optik sistemi, nesnenin kendisi tarafından yayılan kızılötesi enerjiyi ölçerek, bunu dedektör üzerinde bir elektrik sinyaline dönüştürür ve kızılötesi termometrenin ekran kısmı aracılığıyla ölçülen nesnenin yüzey sıcaklığını görüntüleyerek, nesnenin doğru ölçümünü sağlar. yüzey sıcaklığı. Bu, kızılötesi radyasyon sıcaklığı ölçümünün objektif temelidir.
Kızılötesi termometrenin özellikleri: temassız ölçüm, geniş sıcaklık ölçüm aralığı, hızlı tepki hızı ve yüksek hassasiyet. Ancak ölçülen nesnenin emisyonunun etkisi nedeniyle ölçülen nesnenin gerçek sıcaklığını ölçmek neredeyse imkansızdır ve yüzey sıcaklığı ölçülür.
Kızılötesi termometreler için standartlaştırılmış kalibrasyon yöntemi, kara cisim fırın kalibrasyonu kullanmaktır. Kara cisim, herhangi bir koşulda gelen radyasyonun tüm dalga boyları için soğurma oranı 1'e eşit olan bir nesneyi ifade eder. Kara cisim idealize edilmiş bir nesne modelidir, dolayısıyla malzeme özelliklerine ve yüzey durumuna göre değişen bir radyasyon katsayısı, yani yayma gücü sunar. Tanımı, gerçek nesnenin radyasyon performansının aynı sıcaklıktaki bir kara cismin radyasyon performansına oranıdır. Bir nesnenin kızılötesi radyasyonunun radyasyonu ve soğurulması Kirchhoff yasasına uygundur. Enerji korunumu ilkesine göre, herhangi bir nesnenin yüzeyine bir ışınım ışını yansıtıldığında, nesnenin gelen ışınımının soğurulması, yansıması ve geçirgenliğinin toplamı 1'e eşit olmalıdır. Genel olarak, yayma gücü şu şekildedir: ölçülmesi kolay değildir ve genellikle emilim oranının ölçülmesiyle belirlenebilir. Bu nedenle, çeşitli kızılötesi radyasyon kaynaklarının radyasyon yoğunluğunu doğrulamak için radyasyon standartları olarak kara cisim radyasyon kaynakları kullanılır.
Kızılötesi termometre bir optik sistem, bir fotodetektör, bir sinyal yükseltici, sinyal işleme, ekran çıkışı ve diğer bileşenlerden oluşur. Test edilen nesnenin ve yansıma kaynağının radyasyon hatları bir modülatör tarafından demodüle edilir ve kızılötesi dedektöre girilir. İki sinyal arasındaki fark bir ters amplifikatör tarafından güçlendirilir ve geri besleme kaynağının sıcaklığı kontrol edilir, böylece geri besleme kaynağının spektral parlaklığı nesnenin spektral parlaklığı ile aynı olur. Ekran ölçülen nesnenin parlaklığını ve sıcaklığını gösterir. Kızılötesi termometreyle ölçülen sıcaklık, nesnenin gerçek sıcaklığından ziyade nesnenin radyasyon sıcaklığıdır. Mutlak kara cisim mevcut olmadığından, gerçek nesnenin toplam termal radyasyonu her zaman aynı sıcaklıktaki toplam mutlak kara cisim radyasyonundan daha küçüktür. Bu nedenle kızılötesi termometre ile ölçülen sıcaklık, cismin gerçek sıcaklığından kesinlikle daha küçük olmalıdır. Sıcaklığı ölçerken, kızılötesi termometrenin emisyonu mümkün olduğu kadar (ayarlanabilir emisyonlu kızılötesi termometreler için) ölçülen malzemeyle aynı emisyon değerine ayarlanmalı ve ölçülen değer, ölçülen nesnenin gerçek sıcaklığıyla tutarlı olmalıdır. mümkün olduğu kadar.
Kızılötesi Termometrenin Kendi Kendini Kalibrasyon Yöntemine Giriş
Kızılötesi termometrelerin doğruluğunu garantileyen en önemli faktörler emisyon, noktaya olan mesafe, noktanın konumu ve görüş alanıdır. Kızılötesi sıcaklık ölçümü uzmanları ve ekipman üreticilerinin teknik personeli ile iletişim ve istişare yoluyla ve birden fazla tekrarlanan uygulama yöntemiyle, kara cisim fırını prensibine dayalı olarak bir dizi kalibrasyon ekipmanı kendi kendine yapıldı. Kendi kendine kalibrasyonun fizibilitesi ve bu yöntemin karşılaştırılması, karşılaştırma yoluyla doğrulandı. Temel hataların karşılaştırmasını, ölçüm mesafesi değişikliklerinin etkisini ve kendi kendine kalibrasyondaki emisyon aralığının zamanla belirlenmesini tamamlayın. Test etmeden önce, kızılötesi termometreyi yerinde test için kullanmadan önce en uygun duruma ayarlayın.
