Investigación sobre el método de comparación del error de autocalibración de termómetros infrarrojos
Principios de medición de la temperatura infrarroja y de la radiación del cuerpo negro
Todos los objetos con temperaturas superiores al cero absoluto emiten constantemente energía de radiación infrarroja al espacio circundante. El tamaño y la distribución de longitudes de onda de la energía de la radiación infrarroja de un objeto están estrechamente relacionados con la temperatura de su superficie. Por lo tanto, al medir la energía infrarroja emitida por el objeto mismo, el sistema óptico del termómetro la convierte en una señal eléctrica en el detector y muestra la temperatura de la superficie del objeto medido a través de la parte de visualización del termómetro infrarrojo, lo que permite una medición precisa de su temperatura superficial. Esta es la base objetiva para la medición de la temperatura de la radiación infrarroja.
Características del termómetro infrarrojo: medición sin contacto, amplio rango de medición de temperatura, velocidad de respuesta rápida y alta sensibilidad. Sin embargo, debido a la influencia de la emisividad del objeto medido, es casi imposible medir la temperatura real del objeto medido y se mide la temperatura de la superficie.
El método de calibración estandarizado para termómetros infrarrojos es utilizar una calibración en horno de cuerpo negro. Cuerpo negro se refiere a un objeto con una tasa de absorción igual a 1 para todas las longitudes de onda de radiación incidente bajo cualquier circunstancia. El cuerpo negro es un modelo de objeto idealizado, por lo que introduce un coeficiente de radiación que varía según las propiedades del material y el estado de la superficie, es decir, la emisividad. Su definición es la relación entre el rendimiento de radiación del objeto real y el de un cuerpo negro a la misma temperatura. La radiación y la absorción de radiación infrarroja de un objeto cumplen con la ley de Kirchhoff. Cuando se proyecta un haz de radiación sobre la superficie de cualquier objeto, según el principio de conservación de energía, la suma de la absorción, reflectancia y transmitancia de la radiación incidente del objeto debe ser igual a 1. Generalmente, la emisividad es no es fácil de medir y generalmente se puede determinar midiendo la tasa de absorción. Por lo tanto, las fuentes de radiación de cuerpo negro se utilizan como estándares de radiación para verificar la intensidad de radiación de varias fuentes de radiación infrarroja.
El termómetro infrarrojo consta de un sistema óptico, un fotodetector, un amplificador de señal, procesamiento de señal, salida de visualización y otros componentes. Las líneas de radiación del objeto probado y la fuente de reflexión se demodulan mediante un modulador y se introducen en el detector de infrarrojos. La diferencia entre las dos señales se amplifica mediante un amplificador inverso y se controla la temperatura de la fuente de retroalimentación, de modo que la radiancia espectral de la fuente de retroalimentación sea la misma que la radiancia espectral del objeto. La pantalla indica el brillo y la temperatura del objeto medido. La temperatura medida por un termómetro infrarrojo es la temperatura de radiación de un objeto y no la temperatura real del objeto. Dado que el cuerpo negro absoluto no existe, la radiación térmica total del objeto real siempre es menor que la radiación total absoluta del cuerpo negro a la misma temperatura. Por lo tanto, la temperatura medida por un termómetro infrarrojo debe ser definitivamente menor que la temperatura real del objeto. Al medir la temperatura, la emisividad del termómetro infrarrojo debe ajustarse lo más posible (para termómetros infrarrojos con emisividad ajustable) al mismo valor de emisividad que el material medido, y el valor medido debe ser consistente con la temperatura real del objeto medido. cuanto más se pueda.
Introducción al método de autocalibración del termómetro infrarrojo
Los factores más importantes para garantizar la precisión de los termómetros infrarrojos son la emisividad, la distancia al punto, la posición del punto y el campo de visión. A través de la comunicación y consulta con expertos en medición de temperatura por infrarrojos y personal técnico de los fabricantes de equipos, y mediante múltiples métodos de práctica repetida, se construyó un conjunto de equipos de calibración basado en el principio del horno de cuerpo negro. La viabilidad de la autocalibración y comparación de este método se verificó mediante comparación. Complete la comparación de errores básicos, la influencia de los cambios de distancia de medición y la determinación del rango de emisividad en la autocalibración a tiempo. Antes de realizar la prueba, ajuste el termómetro infrarrojo a su estado óptimo antes de usarlo para pruebas en el sitio.
