การวัดการแผ่รังสีของวัตถุโดยใช้เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด

การวัดการแผ่รังสีของวัตถุโดยใช้เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด

1. ความหมายของการแผ่รังสีของวัตถุ
การแผ่รังสีหมายถึงอัตราส่วนของความสามารถในการแผ่รังสีของวัตถุต่อความสามารถในการแผ่รังสีของวัตถุดำที่อุณหภูมิเดียวกัน ซึ่งเรียกว่าการแผ่รังสีหรือความดำของวัตถุ หรือที่เรียกว่าการแผ่รังสีเฉพาะ ค่านี้มีไว้สำหรับทุกความยาวคลื่น ดังนั้นจึงควรเรียกว่าค่าการแผ่รังสีทั้งหมด ซึ่งโดยปกติจะเรียกง่ายๆ ว่าค่าการแผ่รังสี การแผ่รังสีในภาษาอังกฤษหมายถึงคุณสมบัติทางกายภาพของสารเดี่ยวซึ่งสื่อสารกับเอปไซลอนในสูตรการถ่ายเทความร้อนด้วยรังสี และการแผ่รังสีหมายถึงการแผ่รังสีของตัวอย่างหนึ่งๆ ค่าการแผ่รังสีของวัตถุจริง คุณสมบัติของวัสดุพื้นผิวของวัตถุเกี่ยวข้องกับสถานะพื้นผิวของวัตถุ (รวมถึงอุณหภูมิพื้นผิวของวัตถุ ความขรุขระของพื้นผิว และการมีอยู่ของชั้นออกไซด์ของพื้นผิว สิ่งเจือปนบนผิวหรือการเคลือบผิว)

ค่าการแผ่รังสีของโลหะจะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิพื้นผิวที่เพิ่มขึ้น ในขณะที่ค่าการแผ่รังสีของอโลหะโดยทั่วไปจะลดลงเมื่ออุณหภูมิพื้นผิวเพิ่มขึ้น โลหะมีการแผ่รังสีน้อยกว่าอโลหะมาก

2. วิธีทดสอบการแผ่รังสีของเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด
วิธีการทดสอบการแผ่รังสีที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากลส่วนใหญ่เป็นมาตรฐาน American ASTM C1371 และข้อกำหนดทางเทคนิคเป็นไปตามขั้นตอน ASTM C1371 เพื่อใช้เครื่องทดสอบการแผ่รังสีเพื่อให้ได้ค่าการแผ่รังสี การแนะนำ "วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการระบุค่าการแผ่รังสีของวัสดุใกล้อุณหภูมิห้องโดยใช้เครื่องวัดการแผ่รังสีแบบพกพา" แปลมาตรฐาน American ASTM C1371

มีวิธีที่ง่ายมาก: เปรียบเทียบกับเทอร์โมมิเตอร์แบบสัมผัสมาตรฐาน สูตรการคำนวณคือ emissivity=ค่าที่วัดได้/ค่ามาตรฐาน ค่าที่วัดได้ในสูตรคืออุณหภูมิที่วัดโดยเครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดหรือเครื่องถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรด และค่ามาตรฐานคืออุณหภูมิที่วัดโดยเครื่องวัดอุณหภูมิแบบสัมผัส เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่วัตถุจะไม่มีแสงสะท้อน (ตัวสีดำ) เลย ดังนั้นปัจจัยการแก้ไขนี้จึงมักจะน้อยกว่า 1

วิธีการทดสอบเป็นไปตามกฎต่อไปนี้:
วิธีที่ 1: ใช้อุณหภูมิค่ามาตรฐานที่วัดโดยเทอร์โมมิเตอร์แบบสัมผัส ในขณะนี้ ค่าการแผ่รังสีที่สอดคล้องกับอุณหภูมิมาตรฐานของสูตรคือ 1 ค่าการแผ่รังสีของวัตถุสามารถรับได้โดยการวัดอุณหภูมิด้วยเทอร์โมมิเตอร์

วิธีที่ 2: ทราบค่าการแผ่รังสีของวัตถุ 1 อุณหภูมิที่สอดคล้องกับวัตถุ 1 วัดด้วยเทอร์โมมิเตอร์ และวัดอุณหภูมิของวัตถุ 2 ด้วยเทอร์โมมิเตอร์ จากนั้นจึงคำนวณค่าการแผ่รังสีของวัตถุ 2 ได้

วิธีการทดสอบโดยละเอียดของวิธีที่ 1 และวิธีที่ 2 มีดังต่อไปนี้

เครื่องมือและรายการที่จำเป็นสำหรับการทดสอบ: เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดและเครื่องวัดอุณหภูมิแบบสัมผัส

ขั้นตอนการทดสอบ:
1. วัตถุที่วัดได้อยู่ในสถานะอุณหภูมิคงที่

2. ปรับค่าการแผ่รังสีของเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดเป็น 1 และวัดอุณหภูมิจริงที่จุดปัจจุบัน

3. ใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบสัมผัสมาตรฐานเพื่อวัดอุณหภูมิค่ามาตรฐานที่จุดปัจจุบัน

4. นำข้อมูลสองชุดมารวมในสูตร: ค่าการแผ่รังสี=ค่าที่วัดได้/ค่ามาตรฐานเพื่อคำนวณค่าการแผ่รังสี

เครื่องมือและรายการที่จำเป็นสำหรับการทดสอบ: เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดและการเคลือบด้วยค่าการแผ่รังสีที่ทราบ

ขอบเขตการใช้งาน: วัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ

ขั้นตอนการทดสอบ:
1. วางกระดาษหรือแผ่นอื่นๆ ที่มีค่าการแผ่รังสีที่ทราบบนพื้นผิวของวัตถุที่วัดหรือทาสารสีที่ทราบค่าการแผ่รังสีบนพื้นผิวของวัตถุที่วัด ค่าการแผ่รังสีคือ

2. เมื่ออุณหภูมิเข้าสู่สภาวะสมดุล ให้ใช้เทอร์โมมิเตอร์วัดอุณหภูมิของส่วนที่เปิดและส่วนที่ปิดตามลำดับ

3. ใช้สูตรค้นหาค่าการแผ่รังสีของวัตถุที่วัดได้

สำหรับวัตถุที่มีอุณหภูมิสูง นอกจากวิธีที่สองแล้ว ยังสามารถเจาะรูบนพื้นผิวของวัตถุที่วัดได้อีกด้วย อัตราส่วนความลึกต่อรูรับแสงของช่องควรเป็น 6:1 และถือได้ว่าค่าการแผ่รังสีของช่องนั้นใกล้เคียงกับของวัตถุสีดำ