การวิเคราะห์การแผ่รังสีของเครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดโดยใช้หลักการสโลเซ็นของอู๋ซี

การวิเคราะห์การแผ่รังสีของเครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดโดยใช้หลักการสโลเซ็นของอู๋ซี

การแผ่รังสีคืออัตราส่วนของพลังงานรังสีระหว่างวัตถุจริงกับวัตถุสีดำที่อุณหภูมิเดียวกันภายใต้สภาวะเดียวกัน สิ่งที่เรียกว่าสภาวะที่เหมือนกันหมายถึงสภาวะทางเรขาคณิตเดียวกัน (พื้นที่การแผ่รังสีที่ปล่อยออกมา ขนาดมุมตันและทิศทางสำหรับการวัดกำลังรังสี) และสภาวะสเปกตรัม (ช่วงสเปกตรัมสำหรับการวัดฟลักซ์การแผ่รังสี) เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างสภาพเปล่งรังสีและสภาวะการวัด จึงมีคำจำกัดความของสภาพเปล่งแสงได้หลายประการ

การแผ่รังสีของซีกโลกคืออัตราส่วนของฟลักซ์พลังงานการแผ่รังสี (ความแผ่รังสี) ที่ปล่อยออกมาจากเครื่องทำความร้อนไปยังพื้นที่ครึ่งทรงกลมต่อหน่วยพื้นที่ต่อความส่องสว่างของวัตถุสีดำที่อุณหภูมิเดียวกัน ซึ่งแบ่งออกเป็นปริมาณทั้งหมดและปริมาณสเปกตรัมเพิ่มเติม

การแผ่รังสีปกติ

การแผ่รังสีปกติคือการแผ่รังสีที่วัดได้ภายในมุมทึบเล็กๆ ในทิศทางปกติของพื้นผิวรังสี เป็นอัตราส่วนของความสว่างของการแผ่รังสีในทิศทางปกติต่อความสว่างของการแผ่รังสีของวัตถุสีดำที่อุณหภูมิเดียวกัน เนื่องจากระบบอินฟราเรดตรวจจับพลังงานรังสีภายในมุมทึบเล็กๆ ในทิศทางปกติของพื้นผิวเป้าหมาย การแผ่รังสีปกติจึงมีความสำคัญ

สำหรับวัตถุสีดำ การแผ่รังสีทั้งหมดจะเท่ากับ 1 ในขณะที่วัตถุจริง ค่าของการแผ่รังสีทั้งหมดจะน้อยกว่า 1 ค่าการแผ่รังสีที่เราอ้างถึงในปัจจุบันคือค่าการแผ่รังสีเฉลี่ย

เกี่ยวกับการแก้ไขการแผ่รังสี:

สภาพการแผ่รังสีของพื้นผิววัตถุที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันไป และเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำของการวัดอุณหภูมิ โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการแก้ไขการแผ่รังสี เนื่องจากเทอร์โมมิเตอร์ถูกปรับเทียบด้วยวัตถุสีดำ ค่าการแผ่รังสีที่พื้นผิวของวัตถุใดๆ จึงต่ำกว่าค่ารังสีของวัตถุสีดำ

วิธีแก้ไขการแผ่รังสีของเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดคือการปรับแฟคเตอร์การขยายของเครื่องขยายเสียงตามการแผ่รังสีของวัตถุต่างๆ เพื่อให้สัญญาณที่เกิดจากการแผ่รังสีของวัตถุจริงที่มีอุณหภูมิที่แน่นอนในระบบมีค่าเท่ากับ สัญญาณที่สร้างโดยวัตถุสีดำที่มีอุณหภูมิเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ถ้าค่าการแผ่รังสีของวัตถุคือ {{0}}.8 จำเป็นต้องเพิ่มแฟกเตอร์การขยายของแอมพลิฟายเออร์เป็นค่าดั้งเดิม 1/08=1.25 เท่า อย่างไรก็ตาม ในไซต์งานอุตสาหกรรม โดยทั่วไปการระบุพารามิเตอร์การแผ่รังสีเป้าหมายเป็นเรื่องยาก เนื่องจากวัสดุ รูปร่าง และสถานะพื้นผิวที่แตกต่างกันของชิ้นงานที่วัด ข้อผิดพลาดในการวัดที่เกิดจากปัจจัยอื่นๆ อาจทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างค่าที่วัดได้กับค่าจริง การแนะนำการปรับพารามิเตอร์การแผ่รังสีสามารถแก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ส่งผลกระทบต่อความเป็นเส้นตรงของการวัด ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิประสบการณ์หรืออุณหภูมิกระบวนการ ให้ปรับตามขั้นตอนต่อไปนี้:

ตัวอย่างเช่น ช่วงของเทอร์โมมิเตอร์คือ: 500-1400 องศา

อุณหภูมิจริงคือ 1200 องศา และอุณหภูมิที่วัดได้คือ 1150 องศา

ณ จุดนี้ พารามิเตอร์การแผ่รังสีสามารถปรับได้เป็น:

(1150-500) ÷ (1200-500)=0.928 ≈ 0.93

หลังจากการปรับค่าดังกล่าว ค่าที่วัดได้จะใกล้เคียงกับค่าจริงมากขึ้น ซึ่งสามารถปรับได้ตาม "ตารางค่าสัมประสิทธิ์การแผ่รังสีของวัสดุ" อย่างไรก็ตาม พารามิเตอร์ในตารางนี้อาจไม่จำเป็นต้องใช้กับข้อกำหนดของกระบวนการ ต้องชี้แจงว่าสาระสำคัญของการแนะนำการปรับการแผ่รังสีคือการแก้ไขข้อผิดพลาดในการวัด