การวิเคราะห์การแผ่รังสีของเครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด
การแผ่รังสีคืออัตราส่วนของพลังงานการแผ่รังสีของวัตถุจริงต่อวัตถุสีดำที่อุณหภูมิเดียวกันภายใต้สภาวะเดียวกัน สิ่งที่เรียกว่าเงื่อนไขเดียวกันหมายถึงเงื่อนไขทางเรขาคณิตเดียวกัน (พื้นที่การแผ่รังสี ขนาดมุมตันและทิศทางสำหรับการวัดพลังงานการแผ่รังสี) และเงื่อนไขสเปกตรัม (ช่วงสเปกตรัมสำหรับการวัดฟลักซ์การแผ่รังสี) เนื่องจากการแผ่รังสีขึ้นอยู่กับเงื่อนไขการวัด จึงมีคำจำกัดความของการแผ่รังสีหลายประการ
การแผ่รังสีในซีกโลกซีกโลก คือ อัตราส่วนของฟลักซ์พลังงานการแผ่รังสี (เอาท์พุตการแผ่รังสี) ที่ปล่อยออกมาจากหม้อน้ำต่อหน่วยพื้นที่ต่อปริภูมิซีกโลกและเอาท์พุตการแผ่รังสีของวัตถุสีดำที่อุณหภูมิเดียวกัน ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ ปริมาณเต็ม และ ปริมาณสเปกตรัม
การแผ่รังสีปกติ
การแผ่รังสีปกติคือการแผ่รังสีที่วัดภายในมุมทึบเล็กๆ ในทิศทางปกติของพื้นผิวที่แผ่รังสี และเป็นอัตราส่วนของความเปล่งประกายในทิศทางปกติต่อความเปล่งประกายของวัตถุสีดำที่อุณหภูมิเดียวกัน เนื่องจากระบบอินฟราเรดตรวจจับพลังงานรังสีภายในมุมทึบเล็กๆ ที่ตั้งฉากกับพื้นผิวเป้าหมาย การแผ่รังสีปกติจึงมีความสำคัญ
สำหรับวัตถุสีดำ ค่าการแผ่รังสีทั้งหมดจะเท่ากับ 1 ในขณะที่วัตถุจริง ค่าการแผ่รังสีทั้งหมดจะน้อยกว่า 1 ค่าการแผ่รังสีที่เรากำลังพูดถึงจนถึงตอนนี้คือค่าการแผ่รังสีโดยเฉลี่ย
เกี่ยวกับการแก้ไขการแผ่รังสี:
สภาพการแผ่รังสีของพื้นผิววัตถุที่แตกต่างกันจะแตกต่างกัน เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำในการวัดอุณหภูมิ โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการแก้ไขการแผ่รังสี เนื่องจากเทอร์โมมิเตอร์ได้รับการปรับเทียบด้วยวัตถุสีดำ การแผ่รังสีที่พื้นผิวของวัตถุใดๆ จึงน้อยกว่าของวัตถุสีดำ
วิธีการแก้ไขการแผ่รังสีของเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดคือ: ปรับกำลังขยายของแอมพลิฟายเออร์ตามการแผ่รังสีของวัตถุต่างๆ เพื่อให้สัญญาณที่เกิดจากการแผ่รังสีของวัตถุจริงที่มีอุณหภูมิที่แน่นอนในระบบเหมือนกับสัญญาณที่สร้างโดย วัตถุสีดำที่มีอุณหภูมิเท่ากัน สัญญาณเดียวกัน ตัวอย่างเช่น ถ้าค่าการเปล่งรังสีของวัตถุคือ {{0}}.8 จำเป็นต้องเพิ่มกำลังขยายของแอมพลิฟายเออร์เป็นค่าเดิม 1/0.8=1.25 เท่า ในด้านอุตสาหกรรม โดยทั่วไปการระบุพารามิเตอร์การแผ่รังสีเป้าหมายเป็นเรื่องยาก เนื่องจากวัสดุเป้าหมาย รูปร่าง และสถานะพื้นผิวในการวัดที่แตกต่างกัน ข้อผิดพลาดในการวัดที่เกิดจากปัจจัยอื่นจะทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างค่าที่วัดได้กับมูลค่าจริง การแนะนำการปรับพารามิเตอร์การแผ่รังสีสามารถแก้ปัญหานี้ได้ดีโดยไม่ส่งผลกระทบต่อความเป็นเส้นตรงของการวัด สามารถปรับได้ตามขั้นตอนต่อไปนี้ตามอุณหภูมิประสบการณ์หรืออุณหภูมิกระบวนการ:
ตัวอย่างเช่น: ช่วงการวัดของเทอร์โมมิเตอร์คือ: 500-1400 องศา
อุณหภูมิจริงคือ 1200 องศา อุณหภูมิที่วัดได้คือ 1150 องศา
ณ จุดนี้ พารามิเตอร์การแผ่รังสีสามารถปรับได้ดังนี้:
(1150-500)÷(1200-500)=0.928≈0.93
การปรับนี้ทำให้ค่าที่วัดได้ใกล้เคียงกับค่าจริงมากขึ้น และยังสามารถปรับได้โดยอ้างอิงจาก "ตารางค่าสัมประสิทธิ์การแผ่รังสีของวัสดุ" แต่พารามิเตอร์ในตารางนี้ไม่จำเป็นต้องใช้กับความต้องการของกระบวนการ ต้องชัดเจนว่าสิ่งสำคัญในการปรับค่าการปล่อยก๊าซคือการแก้ไขข้อผิดพลาดในการวัด
