Wuxi Slossens Prinzipanalyse der Emissivität von Infrarotthermometern
Der Emissionsgrad ist das Verhältnis der Strahlungsenergie eines realen Objekts zu einem schwarzen Körper mit gleicher Temperatur unter gleichen Bedingungen. Die sogenannten gleichen Bedingungen beziehen sich auf gleiche geometrische Bedingungen (abgebende Strahlungsfläche, Raumwinkelgröße und Richtung zur Messung der Strahlungsleistung) und spektrale Bedingungen (Spektralbereich zur Messung des Strahlungsflusses). Da der Emissionsgrad mit den Messbedingungen zusammenhängt, gibt es mehrere Definitionen des Emissionsgrads.
Hemisphärischer Emissionsgrad Der hemisphärische Emissionsgrad ist das Verhältnis des vom Strahler abgegebenen Strahlungsenergieflusses (Strahlungsausgangsgrad) zum hemisphärischen Raum pro Flächeneinheit und dem Strahlungsausgangsgrad des schwarzen Körpers bei derselben Temperatur. Er wird in zwei Typen unterteilt: Gesamtbetrag und Spektralbetrag.
normale Emissivität
Der normale Emissionsgrad ist der Emissionsgrad, der innerhalb eines kleinen Raumwinkels in Normalrichtung der strahlenden Oberfläche gemessen wird. Es handelt sich um das Verhältnis der Strahlungshelligkeit in Normalrichtung zur Strahlungshelligkeit eines schwarzen Körpers bei gleicher Temperatur. Da Infrarotsysteme Strahlungsenergie innerhalb eines kleinen Raumwinkels in Normalrichtung der Zieloberfläche erfassen, ist der normale Emissionsgrad sehr wichtig.
Bei einem schwarzen Körper sind alle Emissionsgrade gleich 1, während bei realen Objekten die Werte verschiedener Emissionsgrade kleiner als 1 sind. Der Emissionsgrad, über den wir bisher gesprochen haben, ist der durchschnittliche Emissionsgrad.
Zur Emissionsgradkorrektur:
Der Emissionsgrad verschiedener Objektoberflächen ist unterschiedlich. Um die Genauigkeit der Temperaturmessung sicherzustellen, ist im Allgemeinen eine Emissionsgradkorrektur erforderlich. Da das Thermometer mit einem schwarzen Körper kalibriert wird, ist der Oberflächenemissionsgrad jedes Objekts kleiner als der Emissionsgrad des schwarzen Körpers.
Die Methode zur Korrektur des Emissionsgrads des Infrarotthermometers besteht darin, den Verstärkungsfaktor des Verstärkers entsprechend dem Emissionsgrad verschiedener Objekte anzupassen, sodass die Strahlung eines tatsächlichen Objekts mit einer bestimmten Temperatur im System ein Signal erzeugt, das dem eines schwarzen Körpers mit derselben Temperatur entspricht. Die Signale sind gleich. Wenn beispielsweise der Emissionsgrad eines bestimmten Objekts {{0}}.8 beträgt, muss die Vergrößerung des Verstärkers auf 1/0.8=1.25-fach erhöht werden. In Industrieanlagen ist es jedoch im Allgemeinen schwierig, die Zielemissionsparameter zu bestimmen, da die Messobjekte unterschiedliche Materialien, Formen und Oberflächenbedingungen aufweisen. Es gibt auch Messfehler, die durch andere Faktoren verursacht werden und zu Abweichungen zwischen dem gemessenen Wert und dem tatsächlichen Wert führen. Die Einführung einer Anpassung der Emissionsgradparameter kann dieses Problem gut lösen, ohne die Messlinearität zu beeinträchtigen. Sie können ihn basierend auf der Erfahrungstemperatur oder der Prozesstemperatur gemäß den folgenden Schritten anpassen:
Beispiel: Der Messbereich des Thermometers beträgt: 500-1400 Grad
Die tatsächliche Temperatur beträgt 1200 Grad, die gemessene Temperatur beträgt 1150 Grad,
Zu diesem Zeitpunkt kann der Emissionsgradparameter wie folgt angepasst werden:
(1150-500)÷(1200-500)=0.928≈0.93
Nach einer solchen Anpassung liegt der gemessene Wert näher am tatsächlichen Wert. Sie können zur Anpassung auch die „Tabelle der Materialemissionskoeffizienten“ zu Rate ziehen. Die Parameter in dieser Tabelle müssen jedoch nicht unbedingt den Prozessanforderungen entsprechen. Es muss klar sein, dass der Sinn der Emissionsgradanpassung darin besteht, Messfehler zu korrigieren.
