Analiza emisyjności termometru na podczerwień
Emisyjność to stosunek energii promieniowania pomiędzy rzeczywistym obiektem a ciałem czarnym w tej samej temperaturze i w tych samych warunkach. Tak zwane te same warunki odnoszą się do tych samych warunków geometrycznych (obszar emisji promieniowania, wielkość kąta bryłowego i kierunek pomiaru mocy promieniowania) i warunków widmowych (zakres widmowy do pomiaru strumienia promieniowania). Ponieważ emisyjność jest powiązana z warunkami pomiaru, istnieje kilka definicji emisyjności.
Emisyjność półkuli Emisyjność półkuli to stosunek strumienia energii promieniowania (emitancji) na jednostkę powierzchni promiennika do emitancji ciała doskonale czarnego w tej samej temperaturze, podzielony na ilość całkowitą i wielkość widmową.
Normalna emisyjność
Emisyjność normalna to emisyjność mierzona pod małym kątem bryłowym wzdłuż normalnego kierunku powierzchni promieniowania, która jest stosunkiem jasności promieniowania wzdłuż normalnego kierunku do jasności promieniowania ciała doskonale czarnego w tej samej temperaturze. Ponieważ wszystkie systemy podczerwieni wykrywają energię promieniowania pod małym kątem bryłowym wzdłuż normalnego kierunku powierzchni docelowej, normalna emisyjność jest bardzo ważna.
Dla ciała doskonale czarnego wszystkie rodzaje emisyjności są równe 1, podczas gdy dla rzeczywistych obiektów wszystkie rodzaje emisyjności są mniejsze niż 1. To, o czym obecnie mówimy, to emisyjność średnia.
Korekta emisyjności:
Emisyjność różnych powierzchni jest różna. Aby zapewnić dokładność pomiaru temperatury, z reguły wymagana jest korekcja emisyjności. Ponieważ termometr jest skalibrowany w ciele doskonale czarnym, emisyjność powierzchni dowolnego obiektu jest mniejsza niż emisyjność ciała doskonale czarnego.
Metoda korekcji emisyjności termometru na podczerwień polega na dostosowaniu powiększenia wzmacniacza do emisyjności 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, powiększenie wzmacniacza należy zwiększyć do 1/0.8=1,25 razy. Jednakże w przemyśle ogólnie trudno jest określić docelowe parametry emisyjności ze względu na różne materiały, kształty i stany powierzchni mierzonych celów. Błędy pomiaru spowodowane innymi czynnikami spowodują różnicę między wartością zmierzoną a wartością rzeczywistą. Wprowadzenie regulacji parametrów emisyjności może dobrze rozwiązać ten problem bez wpływu na liniowość pomiaru. Można regulować w następujący sposób, w oparciu o temperaturę empiryczną lub temperaturę procesu:
Na przykład zakres pomiarowy termometru wynosi 500-1400 stopnia
Rzeczywista temperatura wynosi 1200 stopni, a zmierzona temperatura wynosi 1150 stopni.
W tym momencie parametr emisyjności można dostosować w następujący sposób:
(1150-500)÷(1200-500)=0.928≈0.93
Po takiej regulacji wartość zmierzona jest bliższa wartości rzeczywistej, ale można ją również skorygować w oparciu o Tabelę współczynnika emisyjności materiału. Jednakże parametry w tej tabeli mogą nie być odpowiednie dla potrzeb procesu. Musi być jasne, że istotą regulacji emisyjności jest skorygowanie błędu pomiaru.
