Prinsip Kerja dan Analisis Ralat Termometer Inframerah
Komposisi sistem termometer inframerah
Pengukuran suhu inframerah menggunakan kaedah analisis titik demi titik, iaitu sinaran terma kawasan setempat objek difokuskan pada pengesan tunggal, dan kuasa sinaran ditukar kepada suhu melalui pemancaran objek yang diketahui. . Disebabkan oleh objek yang dikesan yang berbeza, julat pengukuran dan masa penggunaan, reka bentuk penampilan dan struktur dalaman termometer inframerah adalah berbeza, tetapi struktur asas secara amnya serupa, terutamanya termasuk sistem optik, pengesan foto, penguat isyarat dan pemprosesan isyarat, output paparan Inframerah sinaran yang dipancarkan oleh radiator struktur asasnya memasuki sistem optik, dan sinaran inframerah dimodulasi menjadi sinaran berselang oleh modulator, yang ditukar menjadi isyarat elektrik yang sepadan oleh pengesan. Isyarat melalui penguat dan litar pemprosesan isyarat, dan ditukar kepada nilai suhu sasaran yang diukur selepas diperbetulkan mengikut algoritma dalam instrumen dan pemancaran sasaran.
Analisis Ralat Pengukuran Suhu Inframerah
Oleh kerana pengukuran suhu inframerah tidak bersentuhan, akan terdapat pelbagai ralat, dan terdapat banyak faktor yang mempengaruhi ralat. Sebagai tambahan kepada faktor instrumen itu sendiri, ia terutamanya ditunjukkan dalam aspek berikut.
1. Kadar sinaran
Emisitiviti ialah kuantiti fizikal keupayaan sinaran objek berbanding dengan jasad hitam. Ia bukan sahaja berkaitan dengan bentuk bahan objek, kekasaran permukaan, ketidaksamaan, dan lain-lain, tetapi juga berkaitan dengan arah ujian. Jika objek adalah permukaan licin, arahnya lebih sensitif. Emisiviti bahan yang berbeza adalah berbeza, dan jumlah tenaga sinaran yang diterima oleh termometer inframerah daripada objek adalah berkadar dengan emisivitinya.
(1) Penetapan emisiviti
Menurut teorem Kirchhoff [2]: emisiviti monokromatik hemisfera (ε) permukaan objek adalah sama dengan penyerapan monokromatik hemisfera ( ), ε= . Di bawah keadaan keseimbangan terma, kuasa sinaran objek adalah sama dengan kuasa serapnya, iaitu jumlah kadar serapan ( ), pemantulan (ρ), dan kehantaran ( ) ialah 1, iaitu tambah ρ tambah {{ 3}}, dan Rajah 3 menerangkan undang-undang di atas. Untuk pemancaran objek legap (atau dengan ketebalan tertentu) kelihatan =0, hanya sinaran dan pantulan ( tambah ρ=1), apabila emisiviti objek lebih tinggi, pemantulan lebih kecil, pengaruh latar belakang dan refleksi Semakin kecil nilainya, semakin tinggi ketepatan ujian itu; sebaliknya, lebih tinggi suhu latar belakang atau lebih tinggi pemantulan, lebih besar kesan pada ujian. Dari sini dapat dilihat bahawa dalam proses pengesanan sebenar, kita mesti memberi perhatian kepada emisitiviti yang sepadan dengan objek dan termometer yang berbeza, dan menetapkan emisitiviti setepat mungkin untuk mengurangkan ralat suhu yang diukur.
(2) Sudut ujian
Emisitiviti berkaitan dengan arah ujian. Semakin besar sudut ujian, semakin besar ralat ujian. Ini mudah diabaikan apabila menggunakan inframerah untuk pengukuran suhu. Secara umumnya, sudut ujian adalah yang terbaik dalam lingkungan 30 darjah, secara amnya tidak lebih tinggi daripada 45 darjah, jika ia perlu diuji pada suhu yang lebih tinggi daripada 45 darjah, emisitiviti boleh diturunkan dengan sewajarnya untuk pembetulan. Jika data pengukuran suhu dua objek yang sama hendak dinilai dan dianalisis, maka sudut ujian mestilah sama semasa ujian, supaya ia lebih setanding.
