Analyse des Emissionsvermögens von Infrarot-Thermometern
Der Emissionsgrad ist das Verhältnis der Strahlungsenergie eines tatsächlichen Objekts zur eines schwarzen Körpers bei derselben Temperatur und denselben Bedingungen. Die sogenannten gleichen Bedingungen beziehen sich auf dieselben geometrischen Bedingungen (Strahlungsemissionsfläche, Raumwinkelgröße und -richtung zur Messung der Strahlungsleistung) und spektralen Bedingungen (Spektralbereich zur Messung des Strahlungsflusses). Da der Emissionsgrad von den Messbedingungen abhängt, gibt es mehrere Emissionsgraddefinitionen.
Hemisphärischer Emissionsgrad Der hemisphärische Emissionsgrad ist das Verhältnis des Strahlungsenergieflusses (Strahlungsleistung), der vom Strahler pro Flächeneinheit in den halbkugelförmigen Raum abgegeben wird, und der Strahlungsleistung des schwarzen Körpers bei gleicher Temperatur, die in zwei Typen unterteilt wird: Vollmenge und Spektralmenge.
normaler Emissionsgrad
Der normale Emissionsgrad ist der Emissionsgrad, der innerhalb eines kleinen Raumwinkels in der Normalenrichtung der strahlenden Oberfläche gemessen wird, und es ist das Verhältnis der Strahlungsdichte in der Normalenrichtung zur Strahlungsdichte eines schwarzen Körpers bei derselben Temperatur. Da Infrarotsysteme Strahlungsenergie innerhalb eines kleinen Raumwinkels senkrecht zur Zieloberfläche erfassen, ist ein normaler Emissionsgrad wichtig.
Für einen schwarzen Körper sind alle Emissionsgrade gleich 1, während für reale Objekte alle Emissionsgrade kleiner als 1 sind. Der Emissionsgrad, von dem wir bisher sprechen, 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 geringer als der eines schwarzen Körpers.
Die Emissionskorrekturmethode des Infrarot-Thermometers besteht darin, die Vergrößerung des Verstärkers entsprechend dem Emissionsgrad verschiedener Objekte anzupassen, sodass das durch die Strahlung eines tatsächlichen Objekts mit einer bestimmten Temperatur im System erzeugte Signal das gleiche ist wie das von erzeugte Signal ein schwarzer Körper mit der gleichen Temperatur. Signale sind gleich. Wenn beispielsweise der Emissionsgrad eines Objekts {{0}},8 beträgt, muss die Vergrößerung des Verstärkers auf das ursprüngliche 1/0,8=1,25-fache erhöht werden. Im industriellen Bereich ist es aufgrund der unterschiedlichen Messobjektmaterialien, -formen und -oberflächenzustände im Allgemeinen schwierig, die Zielemissionsparameter zu bestimmen. Durch andere Faktoren verursachte Messfehler führen zu einer Differenz zwischen dem gemessenen Wert und dem tatsächlichen Wert. Die Einführung der Anpassung der Emissionsgradparameter kann dieses Problem gut lösen, ohne die Messlinearität zu beeinträchtigen. Sie kann je nach Erfahrungstemperatur oder Prozesstemperatur in den folgenden Schritten angepasst werden:
Beispiel: Der Messbereich des Thermometers beträgt: 500-1400 Grad
Die tatsächliche Temperatur beträgt 1200 Grad, die gemessene Temperatur beträgt 1150 Grad.
An diesem Punkt kann der Emissionsgradparameter wie folgt angepasst werden:
(1150-500)÷(1200-500)=0.928≈0.93
Durch diese Anpassung nähert sich der gemessene Wert dem tatsächlichen Wert an und kann auch mithilfe der „Tabelle des Materialemissionskoeffizienten“ angepasst werden. Die Parameter in dieser Tabelle sind jedoch nicht unbedingt auf Prozessanforderungen anwendbar. Es muss klar sein, dass der Kern der Emissionsgradanpassung darin besteht, den Messfehler zu korrigieren.
