Phân tích độ phát xạ của nhiệt kế hồng ngoại
Độ phát xạ là tỷ lệ năng lượng bức xạ giữa một vật thể thực tế và vật đen ở cùng nhiệt độ trong cùng điều kiện. Cái gọi là các điều kiện giống nhau đề cập đến các điều kiện hình học giống nhau (diện tích bức xạ phát xạ, kích thước góc khối và hướng đo công suất bức xạ) và các điều kiện quang phổ (dải phổ để đo thông lượng bức xạ). Vì độ phát xạ liên quan đến điều kiện đo nên có một số định nghĩa về độ phát xạ.
Độ phát xạ bán cầu Độ phát xạ bán cầu là tỷ lệ giữa dòng năng lượng bức xạ (phát xạ) trên một đơn vị diện tích của bộ bức xạ với mức phát xạ của vật đen ở cùng nhiệt độ, được chia thành tổng lượng và lượng quang phổ.
Độ phát xạ bình thường
Độ phát xạ bình thường là độ phát xạ được đo theo một góc rắn nhỏ dọc theo hướng bình thường của bề mặt bức xạ, là tỷ lệ giữa độ sáng bức xạ dọc theo hướng bình thường với độ sáng bức xạ của vật đen ở cùng nhiệt độ. Bởi vì tất cả các hệ thống hồng ngoại đều phát hiện năng lượng bức xạ ở một góc nhỏ dọc theo hướng bình thường của bề mặt mục tiêu nên độ phát xạ bình thường là rất quan trọng.
Đối với vật đen, tất cả các loại độ phát xạ đều bằng 1, trong khi đối với các vật thể thực tế, tất cả các loại độ phát xạ đều nhỏ hơn 1. Điều chúng ta đang nói đến hiện nay là độ phát xạ trung bình.
Về hiệu chỉnh độ phát xạ:
Độ phát xạ của các bề mặt khác nhau là khác nhau. Để đảm bảo độ chính xác của phép đo nhiệt độ, thường cần phải hiệu chỉnh độ phát xạ. Bởi vì nhiệt kế được hiệu chỉnh bằng vật đen nên độ phát xạ của bất kỳ bề mặt vật thể nào đều nhỏ hơn độ phát xạ của vật đen.
Phương pháp hiệu chỉnh độ phát xạ của nhiệt kế hồng ngoại là điều chỉnh độ phóng đại của bộ khuếch đại theo độ phát xạ của các vật thể khác nhau, sao cho tín hiệu được tạo ra bởi bức xạ của vật thể thực tế có nhiệt độ nhất định trong hệ thống giống như tín hiệu được tạo ra bởi một vật đen có cùng nhiệt độ. Ví dụ: nếu độ phát xạ của một vật thể là {{0}},8 thì độ phóng đại của bộ khuếch đại cần phải tăng lên 1/0.8=1,25 lần. Tuy nhiên, trong lĩnh vực công nghiệp, nhìn chung rất khó xác định các thông số phát xạ mục tiêu do vật liệu, hình dạng và trạng thái bề mặt khác nhau của các mục tiêu đo được. Sai số đo do các yếu tố khác gây ra sẽ gây ra sự chênh lệch giữa giá trị đo được và giá trị thực. Việc đưa ra điều chỉnh thông số phát xạ có thể giải quyết tốt vấn đề này mà không ảnh hưởng đến độ tuyến tính của phép đo. Có thể điều chỉnh theo các bước sau dựa trên nhiệt độ thực nghiệm hoặc nhiệt độ quá trình:
Ví dụ: phạm vi đo của nhiệt kế là 500-1400 độ
Nhiệt độ thực là 1200 độ và nhiệt độ đo được là 1150 độ.
Lúc này, thông số phát xạ có thể được điều chỉnh như sau:
(1150-500)÷(1200-500)=0.928≈0.93
Sau khi điều chỉnh như vậy, giá trị đo được sẽ gần với giá trị thực hơn và cũng có thể được điều chỉnh bằng cách tham khảo Bảng hệ số phát xạ vật liệu. Tuy nhiên, các thông số trong bảng này có thể không phù hợp với nhu cầu của quy trình. Cần phải rõ ràng rằng bản chất của việc điều chỉnh độ phát xạ là sửa lỗi đo.
