Ανάλυση της εκπομπής ενός υπέρυθρου θερμόμετρο
Η εκπομπή είναι η αναλογία της ακτινοβολημένης ενέργειας ενός πραγματικού αντικειμένου με εκείνη ενός μαύρου σώματος στην ίδια θερμοκρασία υπό τις ίδιες συνθήκες. Οι λεγόμενες πανομοιότυπες συνθήκες αναφέρονται στις ίδιες γεωμετρικές συνθήκες (περιοχή ακτινοβολίας εκπομπής, μέγεθος στερεάς γωνίας και κατεύθυνση για τη μέτρηση της ισχύος ακτινοβολίας) και φασματικές συνθήκες (φασματική περιοχή για τη μέτρηση της ροής ακτινοβολίας). Λόγω της συσχέτισης μεταξύ των συνθηκών εκπομπής και μέτρησης, υπάρχουν αρκετοί ορισμοί της εκπομπής.
Η εκπομπή ημισφαιρίου είναι η αναλογία της ροής ακτινοβολίας (εκπομπή) που εκπέμπεται από ένα ψυγείο ανά περιοχή μονάδας σε χώρο ημισφαιρίου στην εκπομπή ενός μαύρου σώματος στην ίδια θερμοκρασία. Χωρίζεται σε δύο τύπους: συνολική εκπομπή και φασματική εκπομπή.
Κανονική εκπομπή
Η κανονική εκπομπή είναι η εκπομπή που μετράται μέσα σε μια μικρή στερεά γωνία στην κανονική κατεύθυνση μιας επιφάνειας ακτινοβολίας. Είναι η αναλογία της ακτινοβολίας προς την κανονική κατεύθυνση προς την ακτινοβολία ενός μαύρου σώματος στην ίδια θερμοκρασία. Λόγω του γεγονότος ότι τα υπέρυθρα συστήματα ανιχνεύουν ενέργεια ακτινοβολίας μέσα σε μια μικρή στερεά γωνία στην κανονική κατεύθυνση της επιφάνειας στόχου, η κανονική εκπομπή είναι κρίσιμη.
Για τα Blackbodies, όλες οι τιμές εκπομπής είναι ίσες με 1, ενώ για τα πραγματικά αντικείμενα, όλες οι τιμές εκπομπής είναι μικρότερες από 1. Η εκπομπή που αναφέρουμε σήμερα είναι η μέση εκπομπή.
Σχετικά με τη διόρθωση εκπομπής:
Η εκπομπή διαφορετικών επιφανειών αντικειμένων ποικίλλει και προκειμένου να διασφαλιστεί η ακρίβεια της μέτρησης της θερμοκρασίας, απαιτείται γενικά διόρθωση εκπομπής. Λόγω του γεγονότος ότι το θερμόμετρο βαθμονομείται με ένα μαύρο σώμα, η εκπομπή οποιασδήποτε επιφάνειας αντικειμένου είναι μικρότερη από αυτή ενός μαύρου σώματος.
Η μέθοδος της βαθμονόμησης εκπομπής για τα υπέρυθρο θερμόμετρα είναι η ρύθμιση του συντελεστή ενίσχυσης του ενισχυτή ανάλογα με την εκπομπή διαφορετικών αντικειμένων, έτσι ώστε το σήμα που παράγεται από την ακτινοβολία ενός πραγματικού αντικειμένου με ορισμένη θερμοκρασία στο σύστημα να είναι το ίδιο με το σήμα που παράγεται από ένα μαύρο σώμα με την ίδια θερμοκρασία. Για παράδειγμα, εάν η εκπομπή ενός αντικειμένου είναι {0}} 8, ο συντελεστής ενίσχυσης του ενισχυτή πρέπει να αυξηθεί στο 1/0 8=1. Ωστόσο, σε βιομηχανικούς χώρους, είναι γενικά δύσκολο να προσδιοριστεί οι παραμέτρους εκπομπής στόχου λόγω των μεταβαλλόμενων υλικών, των σχημάτων και των επιφανειακών καταστάσεων των στόχων μέτρησης. Τα σφάλματα μέτρησης που προκαλούνται από άλλους παράγοντες μπορούν να οδηγήσουν σε διαφορές μεταξύ των μετρημένων τιμών και των πραγματικών τιμών. Η εισαγωγή της ρύθμισης παραμέτρων εκπομπής μπορεί να επιλύσει αποτελεσματικά αυτό το πρόβλημα χωρίς να επηρεάσει τη γραμμικότητα της μέτρησης. Με βάση τη θερμοκρασία εμπειρίας ή τη θερμοκρασία της διαδικασίας, ρυθμίστε τα ακόλουθα βήματα:
Για παράδειγμα, το εύρος του θερμόμετρου είναι 500-1400 βαθμός
Η πραγματική θερμοκρασία είναι 1200 βαθμοί και η μετρούμενη θερμοκρασία είναι 1150 βαθμοί,
Σε αυτό το σημείο, η παράμετρος εκπομπής μπορεί να ρυθμιστεί σε:
(1150-500)÷(1200-500)=0.928≈0.93
Μετά από τέτοιες ρυθμίσεις, οι μετρούμενες τιμές είναι πιο κοντά στις πραγματικές τιμές και μπορούν επίσης να ρυθμιστούν σύμφωνα με τον "πίνακα συντελεστή ακτινοβολίας υλικού". Αλλά οι παράμετροι σε αυτόν τον πίνακα ενδέχεται να μην ισχύουν για τις απαιτήσεις της διαδικασίας. Πρέπει να διευκρινιστεί ότι η ουσία της προσαρμογής εκπομπής είναι η διόρθωση των σφαλμάτων μέτρησης.
