Análisis de emisividad de termómetro infrarrojo.
La emisividad es la relación entre la energía de radiación entre un objeto real y un cuerpo negro a la misma temperatura en las mismas condiciones. Las llamadas mismas condiciones se refieren a las mismas condiciones geométricas (área de emisión de radiación, tamaño del ángulo sólido y dirección para medir la potencia de radiación) y condiciones espectrales (rango espectral para medir el flujo de radiación). Dado que la emisividad está relacionada con las condiciones de medición, existen varias definiciones de emisividad.
Emisividad hemisférica La emisividad hemisférica es la relación entre el flujo de energía radiante (emisividad) por unidad de área del radiador y la emitancia del cuerpo negro a la misma temperatura, que se divide en cantidad total y cantidad espectral.
Emisividad normal
La emisividad normal es la emisividad medida en un pequeño ángulo sólido a lo largo de la dirección normal de la superficie de radiación, que es la relación entre el brillo de la radiación a lo largo de la dirección normal y el brillo de la radiación del cuerpo negro a la misma temperatura. Debido a que todos los sistemas infrarrojos detectan la energía de la radiación en un pequeño ángulo sólido a lo largo de la dirección normal de la superficie del objetivo, la emisividad normal es muy importante.
Para el cuerpo negro, todos los tipos de emisividad son iguales a 1, mientras que para los objetos reales, todos los tipos de emisividad son menores que 1. De lo que estamos hablando actualmente es de la emisividad promedio.
Sobre la corrección de emisividad:
La emisividad de diferentes superficies es diferente. Para garantizar la precisión de la medición de temperatura, generalmente se requiere una corrección de emisividad. Debido a que el termómetro está calibrado en cuerpo negro, la emisividad de la superficie de cualquier objeto es menor que la del cuerpo negro.
El método de corrección de emisividad del termómetro infrarrojo consiste en ajustar el aumento del amplificador de acuerdo con la emisividad de diferentes objetos, de modo que la señal generada por la radiación de un objeto real con una determinada temperatura en el sistema sea la misma que la generada por un cuerpo negro con la misma temperatura. Por ejemplo, si la emisividad de un objeto es {{0}}.8, la ampliación del amplificador debe aumentarse a 1/0.8=1.25 veces. Sin embargo, en el campo industrial, generalmente es difícil determinar los parámetros de emisividad del objetivo debido a los diferentes materiales, formas y estados superficiales de los objetivos medidos. Los errores de medición causados por otros factores causarán la diferencia entre el valor medido y el valor real. La introducción del ajuste del parámetro de emisividad puede resolver bien este problema sin afectar la linealidad de la medición. Se puede ajustar según los siguientes pasos según la temperatura empírica o la temperatura del proceso:
Por ejemplo, el rango de medición del termómetro es 500-1400 grado
La temperatura real es de 1200 grados y la temperatura medida es de 1150 grados.
En este momento, el parámetro de emisividad se puede ajustar de la siguiente manera:
(1150-500)÷(1200-500)=0.928≈0.93
Después de dicho ajuste, el valor medido se acerca más al valor real y también se puede ajustar con referencia a la Tabla de coeficiente de emisividad del material. Sin embargo, es posible que los parámetros de esta tabla no sean adecuados para las necesidades del proceso. Debe quedar claro que la esencia del ajuste de emisividad es corregir el error de medición.
