Wie groß ist der Fehler eines Infrarot-Thermometers?
Viele derzeit auf dem Markt erhältliche Infrarot-Thermometer sind von Industriethermometern umgebaut, um den Anforderungen der SARS-Prävention gerecht zu werden. Sie werden stark von der jeweiligen Umgebungstemperatur beeinflusst und es besteht ein Fehler zwischen der gemessenen Körpertemperatur und der tatsächlichen Temperatur.
Faktoren, die den Fehler des Infrarot-Thermometers beeinflussen
1. Strahlungsrate
Der Emissionsgrad ist eine physikalische Größe der Strahlungsfähigkeit eines Objekts im Verhältnis zu einem schwarzen Körper. Dies hängt nicht nur von der Materialform, der Oberflächenrauheit, der Unebenheit usw. des Objekts ab, sondern auch von der Testrichtung. Handelt es sich bei dem Objekt um eine glatte Oberfläche, ist seine Richtungsabhängigkeit empfindlicher. Der Emissionsgrad verschiedener Substanzen ist unterschiedlich und die Menge der Strahlungsenergie, die ein Infrarot-Thermometer von einem Objekt empfängt, ist proportional zu seinem Emissionsgrad.
(1) Der Emissionsgrad wird gemäß dem Kirchhoff-Theorem festgelegt: Der halbkugelförmige monochromatische Emissionsgrad (ε) der Objektoberfläche ist gleich seinem halbkugelförmigen monochromatischen Absorptionsgrad (), ε=. Unter thermischen Gleichgewichtsbedingungen ist die Strahlungsleistung eines Objekts gleich seiner absorbierten Leistung, d. h. die Summe aus Absorptionsrate ( ), Reflexionsvermögen (ρ) und Transmissionsgrad ( ) beträgt 1, d. 3}}. Für undurchsichtige (oder mit einer bestimmten Dicke) Objekte ist die Durchlässigkeit =0 sichtbar, nur Strahlung und Reflexion (plus ρ=1). Wenn das Emissionsvermögen des Objekts höher ist, ist das Reflexionsvermögen kleiner und der Einfluss des Hintergrunds und Reflexion Je kleiner der Wert ist, desto höher ist die Genauigkeit des Tests; im Gegenteil: Je höher die Hintergrundtemperatur oder je höher das Reflexionsvermögen, desto größer ist die Auswirkung auf den Test. Daraus ist ersichtlich, dass wir im eigentlichen Erkennungsprozess auf den Emissionsgrad achten müssen, der verschiedenen Objekten und Thermometern entspricht, und den Emissionsgrad so genau wie möglich einstellen müssen, um den Fehler der gemessenen Temperatur zu verringern.
(2) Testwinkel
Der Emissionsgrad hängt von der Testrichtung ab. Je größer der Prüfwinkel ist, desto größer ist der Prüffehler. Dies wird bei der Verwendung von Infrarot zur Temperaturmessung leicht übersehen. Im Allgemeinen liegt der Prüfwinkel am besten bei 30 Grad und sollte im Allgemeinen nicht größer als 45 Grad sein. Wenn der Test größer als 45 Grad sein muss, kann der Emissionsgrad zur Korrektur entsprechend gesenkt werden. Sollen die Temperaturmessdaten zweier identischer Objekte beurteilt und analysiert werden, muss der Prüfwinkel während der Prüfung gleich sein, um eine bessere Vergleichbarkeit zu gewährleisten.
2. Distanzkoeffizient
Der Distanzkoeffizient (K=S:D) ist das Verhältnis der Distanz S vom Thermometer zum Ziel und dem Durchmesser D des Temperaturmessziels. Es hat großen Einfluss auf die Genauigkeit des Infrarot-Thermometers. Je größer der K-Wert, desto höher ist die Auflösung. Wenn das Thermometer aufgrund der Umgebungsbedingungen weit vom Ziel entfernt installiert werden muss und ein kleines Ziel gemessen werden soll, sollte daher ein Thermometer mit hoher optischer Auflösung ausgewählt werden, um den Messfehler zu reduzieren. Im tatsächlichen Gebrauch ignorieren viele Menschen die optische Auflösung des Thermometers. Unabhängig von der Größe des Durchmessers D des zu messenden Zielpunkts schalten Sie den Laserstrahl ein und richten Sie ihn zum Testen auf das Messziel aus. Tatsächlich haben sie die Anforderungen des S:D-Werts des Thermometers ignoriert, sodass die gemessene Temperatur einen gewissen Fehler aufweist.
3. Zielgröße
Das zu messende Objekt und das Sichtfeld des Thermometers bestimmen die Genauigkeit der Messung des Instruments. Bei Verwendung eines Infrarot-Thermometers zur Temperaturmessung kann im Allgemeinen nur der Durchschnittswert eines bestimmten Bereichs auf der Oberfläche des gemessenen Ziels gemessen werden. Im Allgemeinen gibt es im Test drei Situationen:
(1) Wenn das gemessene Ziel größer als das Testsichtfeld ist, wird das Thermometer nicht durch den Hintergrund außerhalb des Messbereichs beeinflusst und kann die tatsächliche Temperatur des gemessenen Objekts anzeigen, das sich in einem bestimmten Bereich innerhalb des optischen Ziels befindet. Zu diesem Zeitpunkt ist der Testeffekt am besten.
(2) Wenn das gemessene Ziel dem Sichtfeld des Tests entspricht, wurde die Hintergrundtemperatur beeinflusst, ist aber immer noch relativ gering und der Testeffekt ist durchschnittlich.
(3) Wenn das gemessene Ziel kleiner als das Testsichtfeld ist, dringt die Hintergrundstrahlungsenergie in die visuellen und akustischen Symbole des Thermometers ein und beeinträchtigt die Temperaturmesswerte, was zu Fehlern führt. Das Instrument zeigt nur den gewichteten Durchschnitt des gemessenen Objekts und der Hintergrundtemperatur an.
4. Reaktionszeit
Die Reaktionszeit gibt die Reaktionsgeschwindigkeit des Infrarot-Thermometers auf die gemessene Temperaturänderung an. Sie ist definiert als die Zeit, die erforderlich ist, um 95 Prozent der Energie des endgültigen Messwerts zu erreichen, was mit der Zeitkonstante des Fotodetektors und der Signalverarbeitungsschaltung zusammenhängt und Anzeigesystem. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Ziels hoch ist oder wenn ein sich schnell erwärmendes Ziel gemessen wird, sollte ein schnell reagierendes Infrarot-Thermometer ausgewählt werden, da sonst keine ausreichende Signalantwort erreicht wird und die Messgenauigkeit verringert wird. Doch nicht alle Anwendungen erfordern ein schnell ansprechendes Infrarot-Thermometer. Bei stationären oder thermischen Zielprozessen, bei denen thermische Trägheit besteht, kann die Ansprechzeit des Pyrometers verkürzt werden. Daher sollte die Wahl der Ansprechzeit des Infrarot-Thermometers an die Situation des gemessenen Ziels angepasst werden.
