การวิเคราะห์การแผ่รังสีของเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด

การวิเคราะห์การแผ่รังสีของเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด

การแผ่รังสีคืออัตราส่วนของพลังงานรังสีระหว่างวัตถุจริงกับวัตถุสีดำที่อุณหภูมิเดียวกันภายใต้สภาวะเดียวกัน สิ่งที่เรียกว่าเงื่อนไขเดียวกันหมายถึงเงื่อนไขทางเรขาคณิตเดียวกัน (พื้นที่การแผ่รังสีที่ปล่อยออกมา ขนาดมุมตันและทิศทางสำหรับการวัดพลังงานรังสี) และเงื่อนไขทางสเปกตรัม (ช่วงสเปกตรัมสำหรับการวัดฟลักซ์การแผ่รังสี) เนื่องจากการแผ่รังสีเกี่ยวข้องกับเงื่อนไขการวัด จึงมีคำจำกัดความของการแผ่รังสีหลายประการ

การแผ่รังสีแบบซีกโลกคืออัตราส่วนของฟลักซ์พลังงานการแผ่รังสี (การแผ่รังสี) ต่อหน่วยพื้นที่ของหม้อน้ำต่อการแผ่รังสีของวัตถุสีดำที่อุณหภูมิเดียวกัน ซึ่งแบ่งออกเป็นจำนวนทั้งหมดและจำนวนสเปกตรัม

การแผ่รังสีปกติ
การแผ่รังสีปกติคือการแผ่รังสีที่วัดในมุมทึบเล็กๆ ตามทิศทางปกติของพื้นผิวรังสี ซึ่งเป็นอัตราส่วนของความสว่างของการแผ่รังสีตามทิศทางปกติต่อความสว่างของการแผ่รังสีของวัตถุสีดำที่อุณหภูมิเดียวกัน เนื่องจากระบบอินฟราเรดทั้งหมดตรวจจับพลังงานรังสีในมุมทึบเล็กๆ ตามทิศทางปกติของพื้นผิวเป้าหมาย การเปล่งรังสีปกติจึงมีความสำคัญมาก

สำหรับวัตถุสีดำ การเปล่งรังสีทุกชนิดจะเท่ากับ 1 ในขณะที่วัตถุจริง การเปล่งรังสีทุกชนิดจะน้อยกว่า 1 สิ่งที่เรากำลังพูดถึงในปัจจุบันคือค่าเฉลี่ยการเปล่งรังสี

เกี่ยวกับการแก้ไขการแผ่รังสี:
การเปล่งแสงของพื้นผิวที่แตกต่างกันจะแตกต่างกัน เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำของการวัดอุณหภูมิ โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการแก้ไขค่าการแผ่รังสี เนื่องจากเทอร์โมมิเตอร์ถูกปรับเทียบด้วยวัตถุสีดำ ค่าการแผ่รังสีของพื้นผิววัตถุใดๆ จึงน้อยกว่าของวัตถุสีดำ

วิธีแก้ไขการแผ่รังสีของเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดคือการปรับกำลังขยายของแอมพลิฟายเออร์ตามการแผ่รังสีของวัตถุต่างๆ เพื่อให้สัญญาณที่เกิดจากการแผ่รังสีของวัตถุจริงที่มีอุณหภูมิในระบบที่แน่นอนเท่ากับสัญญาณที่สร้างโดย วัตถุสีดำที่มีอุณหภูมิเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ถ้าค่าการเปล่งรังสีของวัตถุคือ {{0}}.8 กำลังขยายของแอมพลิฟายเออร์จะต้องเพิ่มเป็น 1/0.8=1.25 เท่า อย่างไรก็ตาม ในด้านอุตสาหกรรม โดยทั่วไปการระบุพารามิเตอร์การแผ่รังสีของเป้าหมายเป็นเรื่องยาก เนื่องจากวัสดุ รูปร่าง และสถานะพื้นผิวของชิ้นงานที่วัดแตกต่างกัน ข้อผิดพลาดในการวัดที่เกิดจากปัจจัยอื่นจะทำให้เกิดความแตกต่างระหว่างค่าที่วัดได้กับมูลค่าจริง การแนะนำการปรับพารามิเตอร์การแผ่รังสีสามารถแก้ปัญหานี้ได้ดีโดยไม่ส่งผลกระทบต่อความเป็นเส้นตรงของการวัด สามารถปรับได้ตามขั้นตอนต่อไปนี้โดยอิงตามอุณหภูมิเชิงประจักษ์หรืออุณหภูมิกระบวนการ:

ตัวอย่างเช่น ช่วงการวัดของเทอร์โมมิเตอร์คือ 500-1400 องศา

อุณหภูมิจริงคือ 1200 องศา และอุณหภูมิที่วัดได้คือ 1150 องศา

ในขณะนี้ พารามิเตอร์การแผ่รังสีสามารถปรับได้ดังนี้:

　　(1150-500)÷(1200-500)=0.928≈0.93

หลังจากการปรับค่าดังกล่าว ค่าที่วัดได้จะใกล้เคียงกับค่าจริงมากขึ้น และยังสามารถปรับได้โดยอ้างอิงกับตารางค่าสัมประสิทธิ์การแผ่รังสีของวัสดุอีกด้วย อย่างไรก็ตาม พารามิเตอร์ในตารางนี้อาจไม่เหมาะสมกับความต้องการของกระบวนการ ต้องชัดเจนว่าสาระสำคัญของการปรับค่าการปล่อยก๊าซคือการแก้ไขข้อผิดพลาดในการวัด