Analiza emisyjności termometrów na podczerwień z wykorzystaniem zasady Wuxi-Slosena
Emisyjność to stosunek energii promieniowania pomiędzy rzeczywistym obiektem a ciałem czarnym w tej samej temperaturze i w tych samych warunkach. Tak zwane warunki identyczne odnoszą się do tych samych warunków geometrycznych (obszar emisji promieniowania, wielkość kąta bryłowego i kierunek pomiaru mocy promieniowania) oraz warunków widmowych (zakres widmowy do pomiaru strumienia promieniowania). Ze względu na korelację pomiędzy emisyjnością a warunkami pomiaru istnieje kilka definicji emisyjności.
Emisyjność półkuli Emisyjność półkuli to stosunek strumienia energii promieniowania (blasku) emitowanego przez promiennik do przestrzeni półkuli na jednostkę powierzchni do promieniowania ciała doskonale czarnego w tej samej temperaturze, który dzieli się dalej na wielkości całkowite i widmowe.
Normalna emisyjność
Emisyjność normalna to emisyjność mierzona w obrębie małego kąta bryłowego w kierunku normalnym powierzchni promieniowania. Jest to stosunek jasności promieniowania w kierunku normalnym do jasności promieniowania ciała doskonale czarnego w tej samej temperaturze. Ze względu na to, że systemy podczerwieni wykrywają energię promieniowania w obrębie małego kąta bryłowego w kierunku normalnym powierzchni docelowej, kluczowa jest normalna emisyjność.
Dla ciała doskonale czarnego wszystkie emisyjności są równe 1, podczas gdy dla rzeczywistych obiektów wartości wszystkich emisyjności są mniejsze niż 1. Emisyjność, o której obecnie mówimy, to emisyjność średnia.
Jeśli chodzi o korekcję emisyjności:
Emisyjność różnych powierzchni obiektów jest różna i aby zapewnić dokładność pomiaru temperatury, na ogół wymagana jest korekcja emisyjności. Ze względu na fakt, że termometr jest kalibrowany w ciele doskonale czarnym, emisyjność powierzchniowa dowolnego obiektu jest niższa niż emisyjność ciała doskonale czarnego.
Metoda korekcji emisyjności termometru na podczerwień polega na dostosowaniu współczynnika wzmocnienia wzmacniacza w oparciu o emisyjność różnych obiektów, tak aby sygnał generowany przez napromieniowanie rzeczywistego obiektu o określonej temperaturze w systemie był taki sam jak sygnał generowany przez ciało doskonale czarne o tej samej temperaturze. Na przykład, jeśli emisyjność obiektu wynosi {{0}},8, konieczne jest zwiększenie współczynnika wzmocnienia wzmacniacza do pierwotnego poziomu 1/0.8=1,25 razy. Jednakże w obiektach przemysłowych określenie parametrów emisyjności obiektu docelowego jest zazwyczaj trudne ze względu na różne materiały, kształty i stany powierzchni mierzonych obiektów. Błędy pomiaru spowodowane innymi czynnikami mogą powodować różnice pomiędzy wartościami zmierzonymi a wartościami rzeczywistymi. Wprowadzenie regulacji parametrów emisyjności może skutecznie rozwiązać ten problem bez wpływu na liniowość pomiaru. W oparciu o temperaturę doświadczenia lub temperaturę procesu, wyreguluj zgodnie z następującymi krokami:
Na przykład zakres termometru wynosi: 500-1400 stopni
Rzeczywista temperatura wynosi 1200 stopni, a zmierzona temperatura wynosi 1150 stopni,
W tym momencie parametr emisyjności można dostosować do:
(1150-500) ÷ (1200-500)=0.928 ≈ 0.93
Po takiej regulacji zmierzone wartości są bliższe wartościom rzeczywistym, które można również skorygować zgodnie z „Tabelą współczynników emisyjności materiałów”. Jednakże parametry w tej tabeli niekoniecznie muszą mieć zastosowanie do wymagań procesu. Należy wyjaśnić, że istotą wprowadzenia korekty emisyjności jest skorygowanie błędów pomiarowych.
