Ποιο είναι το σφάλμα του υπέρυθρου θερμομέτρου;
Τα υπέρυθρα θερμόμετρα είναι γενικά γύρω στα 0.2.
Πολλά από τα υπέρυθρα θερμόμετρα που κυκλοφορούν αυτή τη στιγμή στην αγορά έχουν τροποποιηθεί από βιομηχανικά θερμόμετρα για την πρόληψη του SARS. Επηρεάζονται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος εκείνη τη στιγμή και η μετρούμενη θερμοκρασία σώματος μπορεί να έχει σφάλμα με την πραγματική θερμοκρασία.
Παράγοντες που επηρεάζουν το σφάλμα του υπέρυθρου θερμομέτρου
1. Ρυθμός ακτινοβολίας
Ο ρυθμός ακτινοβολίας είναι ένα φυσικό μέγεθος που μετρά την ικανότητα ακτινοβολίας ενός αντικειμένου σε σχέση με ένα μαύρο σώμα. Εκτός από το ότι σχετίζεται με το σχήμα του υλικού, την τραχύτητα της επιφάνειας, την κοιλότητα και την κυρτότητα του αντικειμένου, σχετίζεται και με την κατεύθυνση της δοκιμής. Εάν το αντικείμενο έχει λεία επιφάνεια, η κατευθυντικότητά του είναι πιο ευαίσθητη. Η ικανότητα εκπομπής διαφορετικών υλικών είναι διαφορετική. Η ποσότητα ενέργειας ακτινοβολίας που λαμβάνει ένα υπέρυθρο θερμόμετρο από ένα αντικείμενο είναι ανάλογη με την εκπεμπτικότητά του.
(1) Η ρύθμιση της εκπομπής βασίζεται στο θεώρημα του Kirchhoff: η ημισφαιρική μονοχρωματική ικανότητα εκπομπής (ε) της επιφάνειας του αντικειμένου είναι ίση με την ημισφαιρική μονοχρωματική απορρόφησή του ( ), ε= . Υπό συνθήκες θερμικής ισορροπίας, η ισχύς ακτινοβολίας ενός αντικειμένου είναι ίση με την απορροφούμενη ισχύ του, δηλαδή το άθροισμα της απορροφητικότητας ( ), της ανακλαστικότητας (ρ) και της διαπερατότητας ( ) είναι 1, δηλαδή +ρ+ =1 . Για αδιαφανή (ή με συγκεκριμένο πάχος) αντικείμενα, η μετάδοση μπορεί να φανεί ως =0 και υπάρχει μόνο ακτινοβολία και ανάκλαση ( +ρ=1). Όταν η ικανότητα εκπομπής του αντικειμένου είναι μεγαλύτερη, η ανακλαστικότητα είναι μικρότερη και η επίδραση του φόντου και της ανάκλασης είναι όσο μικρότερη είναι η τιμή, τόσο μεγαλύτερη είναι η ακρίβεια της δοκιμής. Αντίθετα, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία περιβάλλοντος ή όσο μεγαλύτερη η ανακλαστικότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η επίδραση στη δοκιμή. Μπορεί να φανεί από αυτό ότι κατά τη διάρκεια της πραγματικής διαδικασίας ανίχνευσης, πρέπει να δοθεί προσοχή στην αντίστοιχη ικανότητα εκπομπής διαφορετικών αντικειμένων και θερμομέτρων και η ρύθμιση εκπομπής πρέπει να είναι όσο το δυνατόν ακριβέστερη για να μειωθεί το σφάλμα της μετρούμενης θερμοκρασίας.
(2) Γωνία δοκιμής
Η ικανότητα εκπομπής σχετίζεται με την κατεύθυνση δοκιμής. Όσο μεγαλύτερη είναι η γωνία δοκιμής, τόσο μεγαλύτερο είναι το σφάλμα δοκιμής. Αυτό παραβλέπεται εύκολα όταν χρησιμοποιείτε υπέρυθρες για μέτρηση θερμοκρασίας. Σε γενικές γραμμές, η γωνία δοκιμής είναι κατά προτίμηση εντός 30 μοιρών και γενικά δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 45 μοίρες. Εάν η δοκιμή πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 45 μοίρες, η ικανότητα εκπομπής μπορεί να μειωθεί κατάλληλα για διόρθωση. Εάν τα δεδομένα μέτρησης θερμοκρασίας δύο πανομοιότυπων αντικειμένων πρόκειται να κριθούν και να αναλυθούν, οι γωνίες δοκιμής πρέπει να είναι οι ίδιες κατά τη διάρκεια της δοκιμής, ώστε να είναι πιο συγκρίσιμες.
2. Συντελεστής απόστασης
Ο συντελεστής απόστασης (K=S:D) είναι ο λόγος της απόστασης S από το θερμόμετρο προς τον στόχο και της διαμέτρου D του στόχου μέτρησης θερμοκρασίας. Έχει μεγάλη επίδραση στην ακρίβεια του υπέρυθρου θερμομέτρου. Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή K, τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάλυση. . Επομένως, εάν το θερμόμετρο πρέπει να εγκατασταθεί μακριά από τον στόχο λόγω περιβαλλοντικών συνθηκών και πρέπει να μετρηθούν μικροί στόχοι, θα πρέπει να επιλεγεί ένα θερμόμετρο με υψηλή οπτική ανάλυση για τη μείωση των σφαλμάτων μέτρησης. Στην πραγματική χρήση, πολλοί άνθρωποι αγνοούν την οπτική ανάλυση του θερμομέτρου. Ανεξάρτητα από τη διάμετρο D του μετρούμενου σημείου στόχου, ενεργοποιήστε τη δέσμη λέιζερ και ευθυγραμμίστε την με τον στόχο μέτρησης για δοκιμή. Στην πραγματικότητα, αγνόησαν την απαίτηση τιμής S:D του θερμομέτρου, οπότε η μετρούμενη θερμοκρασία θα είχε ένα συγκεκριμένο σφάλμα.
3. Μέγεθος στόχου
Το αντικείμενο που μετράται και το οπτικό πεδίο του θερμομέτρου καθορίζουν την ακρίβεια της μέτρησης του οργάνου. Όταν χρησιμοποιείται ένα υπέρυθρο θερμόμετρο για τη μέτρηση της θερμοκρασίας, μπορεί γενικά να μετρήσει μόνο τη μέση τιμή μιας συγκεκριμένης περιοχής στην επιφάνεια του στόχου που μετράται. Υπάρχουν γενικά τρεις καταστάσεις κατά τη διάρκεια της δοκιμής:
(1) Όταν ο μετρούμενος στόχος είναι μεγαλύτερος από το οπτικό πεδίο δοκιμής, το θερμόμετρο δεν θα επηρεαστεί από το φόντο έξω από την περιοχή μέτρησης και μπορεί να εμφανίσει την πραγματική θερμοκρασία του μετρούμενου αντικειμένου που βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη περιοχή εντός του οπτικού στόχου. Το αποτέλεσμα δοκιμής είναι καλύτερο αυτή τη στιγμή.
(2) Όταν ο μετρούμενος στόχος είναι ίσος με το οπτικό πεδίο δοκιμής, η θερμοκρασία περιβάλλοντος έχει επηρεαστεί, αλλά εξακολουθεί να είναι σχετικά μικρή και το αποτέλεσμα δοκιμής είναι μέσο.
(3) Όταν ο μετρούμενος στόχος είναι μικρότερος από το οπτικό πεδίο δοκιμής, η ενέργεια ακτινοβολίας υποβάθρου θα εισέλθει στους οπτικούς και ακουστικούς κλάδους του θερμομέτρου και θα παρέμβει στην ένδειξη της μέτρησης της θερμοκρασίας, προκαλώντας σφάλματα. Το όργανο εμφανίζει μόνο τον σταθμισμένο μέσο όρο των μετρούμενων θερμοκρασιών αντικειμένου και φόντου.
4. Χρόνος απόκρισης
Ο χρόνος απόκρισης υποδεικνύει την ταχύτητα αντίδρασης του υπέρυθρου θερμομέτρου στη μεταβολή της μετρούμενης θερμοκρασίας. Ορίζεται ως ο χρόνος που απαιτείται για να φτάσει το 95% της ενέργειας της τελικής ανάγνωσης. Σχετίζεται με τη σταθερά χρόνου του φωτοανιχνευτή, του κυκλώματος επεξεργασίας σήματος και του συστήματος απεικόνισης. Εάν ο στόχος κινείται πολύ γρήγορα ή όταν μετράτε έναν γρήγορα θερμαινόμενο στόχο, θα πρέπει να χρησιμοποιείται ένα υπέρυθρο θερμόμετρο ταχείας απόκρισης. Διαφορετικά, δεν θα επιτευχθεί επαρκής απόκριση σήματος και η ακρίβεια μέτρησης θα μειωθεί. Όμως, δεν απαιτείται κάθε εφαρμογή ένα υπέρυθρο θερμόμετρο γρήγορης απόκρισης. Για σταθερή ή θερμική αδράνεια της θερμικής διαδικασίας στόχου, ο χρόνος απόκρισης του θερμομέτρου μπορεί να χαλαρώσει. Επομένως, η επιλογή του χρόνου απόκρισης του υπέρυθρου θερμομέτρου πρέπει να προσαρμοστεί στις συνθήκες του στόχου που μετράται.
