Pesquisa sobre o método de comparação de erros de autocalibração para termômetros infravermelhos
Princípios de medição de radiação de corpo negro e temperatura infravermelha
Todos os objetos com temperaturas acima do zero absoluto emitem constantemente energia de radiação infravermelha para o espaço circundante. O tamanho e a distribuição do comprimento de onda da energia da radiação infravermelha de um objeto estão intimamente relacionados à temperatura de sua superfície. Portanto, ao medir a energia infravermelha emitida pelo próprio objeto, o sistema óptico do termômetro a converte em um sinal elétrico no detector e exibe a temperatura da superfície do objeto medido através da parte de exibição do termômetro infravermelho, permitindo uma medição precisa de sua temperatura de superfície. Esta é a base objetiva para a medição da temperatura da radiação infravermelha.
Características do termômetro infravermelho: medição sem contato, ampla faixa de medição de temperatura, velocidade de resposta rápida e alta sensibilidade. No entanto, devido à influência da emissividade do objeto medido, é quase impossível medir a temperatura real do objeto medido, e a temperatura da superfície é medida.
O método de calibração padronizado para termômetros infravermelhos é usar uma calibração de forno de corpo negro. Corpo negro refere-se a um objeto com taxa de absorção igual a 1 para todos os comprimentos de onda da radiação incidente sob quaisquer circunstâncias. O corpo negro é um modelo de objeto idealizado, introduzindo portanto um coeficiente de radiação que varia com as propriedades do material e o estado da superfície, nomeadamente a emissividade. Sua definição é a relação entre o desempenho de radiação do objeto real e o de um corpo negro na mesma temperatura. A radiação e a absorção da radiação infravermelha de um objeto obedecem à lei de Kirchhoff. Quando um feixe de radiação é projetado na superfície de qualquer objeto, de acordo com o princípio da conservação de energia, a soma da absorção, refletância e transmitância da radiação incidente do objeto deve ser igual a 1. Geralmente, a emissividade é não é fácil de medir e geralmente pode ser determinado medindo a taxa de absorção. Portanto, fontes de radiação de corpo negro são usadas como padrões de radiação para verificar a intensidade de radiação de várias fontes de radiação infravermelha.
O termômetro infravermelho consiste em um sistema óptico, um fotodetector, um amplificador de sinal, processamento de sinal, saída de display e outros componentes. As linhas de radiação do objeto testado e da fonte de reflexão são demoduladas por um modulador e inseridas no detector infravermelho. A diferença entre os dois sinais é amplificada por um amplificador reverso e a temperatura da fonte de feedback é controlada, de modo que a radiância espectral da fonte de feedback seja igual à radiância espectral do objeto. O display indica o brilho e a temperatura do objeto medido. A temperatura medida por um termômetro infravermelho é a temperatura de radiação de um objeto, e não a temperatura real do objeto. Como não existe corpo negro absoluto, a radiação térmica total do objeto real é sempre menor que a radiação absoluta total do corpo negro na mesma temperatura. Portanto, a temperatura medida por um termômetro infravermelho deve ser definitivamente menor que a temperatura real do objeto. Ao medir a temperatura, a emissividade do termômetro infravermelho deve ser definida tanto quanto possível (para termômetros infravermelhos com emissividade ajustável) para o mesmo valor de emissividade do material medido, e o valor medido deve ser consistente com a temperatura real do objeto medido tanto quanto possível.
Introdução ao método de autocalibração do termômetro infravermelho
Os fatores mais importantes para garantir a precisão dos termômetros infravermelhos são a emissividade, a distância até o ponto, a posição do ponto e o campo de visão. Através da comunicação e consulta com especialistas em medição de temperatura infravermelha e pessoal técnico de fabricantes de equipamentos, e através de múltiplos métodos de prática repetida, um conjunto de equipamentos de calibração foi fabricado com base no princípio do forno de corpo negro. A viabilidade de autocalibração e comparação deste método foi verificada através de comparação. Conclua a comparação dos erros básicos, a influência das mudanças na distância de medição e a determinação da faixa de emissividade na autocalibração no tempo. Antes de testar, ajuste o termômetro infravermelho ao seu estado ideal antes de usá-lo para testes no local.
