מחקר על שיטה שגויה של שגיאת כיול עצמי של אקדח מדחום אינפרא אדום
עם התפתחות הטכנולוגיה המודרנית, מדי חום אינפרא אדום נמצאים בשימוש נרחב בבדיקת קווי מתח, תחזוקה ועבודות תפעול תחנות כדי לזהות חריגות טמפרטורה בציוד חשמל, ציוד הפצה, כבלים, מפרקים חשמליים וכו' בתנאי הפעלה וחיים, ולגלות כי פגמים בציוד חשמלי. האם מדחום האינפרא אדום שנמצא בשימוש במצב תקין משפיע ישירות על הפעולה היציבה של רשת החשמל. על מנת לשפר את איכות העבודה ולהבטיח בטיחות, יש לבצע כיול עצמי של מדי חום אינפרא אדום על מנת להבטיח כי מדי החום האינפרא אדום הפועלים במצב תקין.
1 עקרונות של קרינת גוף שחור ומדידות טמפרטורה אינפרא אדום
כל העצמים עם טמפרטורה מעל האפס פולטים כל הזמן אנרגיית קרינה אינפרא אדומה לחלל שמסביב. גודל אנרגיית הקרינה האינפרא-אדום של עצם והתפלגותו לפי אורך הגל קשורים קשר הדוק לטמפרטורת פני השטח שלו. לכן, על ידי מדידת אנרגיית האינפרא אדום שמקרין האובייקט עצמו, המערכת האופטית של המדחום מומרת לאנרגיה חשמלית על הגלאי. האות וחלק התצוגה של מדחום האינפרא אדום מציגים את טמפרטורת פני השטח של האובייקט הנמדד, וניתן למדוד את טמפרטורת פני השטח שלו במדויק. זהו הבסיס האובייקטיבי שעליו מבוססת מדידת טמפרטורת קרינה אינפרא אדומה.
תכונות של מדחום אינפרא אדום: מדידה ללא מגע, טווח מדידת טמפרטורה רחב, מהירות תגובה מהירה ורגישות גבוהה. עם זאת, בשל כושר הפליטה של האובייקט הנמדד, כמעט בלתי אפשרי למדוד את הטמפרטורה האמיתית של האובייקט הנמדד. מה שנמדד זה פני השטח. טֶמפֶּרָטוּרָה.
שיטת הכיול הסטנדרטית עבור מדי חום אינפרא אדום היא שימוש בכיול תנור גוף שחור. גוף שחור מתייחס לעצם שקצב בליעת הקרינה הנכנסת שלו מכל אורכי הגל שווה ל-1 בכל מקרה. גוף שחור הוא מודל אובייקט אידאלי, ולכן מוכנס מקדם קרינה, כלומר הפליטה, המשתנה עם תכונות החומר ומצב פני השטח. , המוגדר כיחס בין ביצועי הקרינה של עצם בפועל לזה של גוף שחור באותה טמפרטורה. חוק הקרינה והבליעה של קרינת אינפרא אדום על ידי עצם עומד בחוק קירכהוף. כאשר אלומת קרינה מוקרנת על פני השטח של עצם כלשהו, על פי עקרון שימור האנרגיה, סכום קצב הקליטה של האובייקט, רפלקטיביות והעברת הקרינה הנכנסת חייב להיות שווה ל-1. באופן כללי, הפליטה היא לא קל למדוד. בדרך כלל ניתן לקבוע את הפליטה על ידי מדידת קצב הספיגה. לכן, מקור קרינת הגוף השחור משמש כתקן קרינה לבדיקת עוצמת הקרינה של מקורות קרינה אינפרא אדום שונים.
מדחום אינפרא אדום מורכב ממערכת אופטית, גלאי פוטואלקטרי, מגבר אות, עיבוד אותות, פלט תצוגה וחלקים אחרים. הקרינה מהאובייקט הנמדד וממקור ההשתקפות עוברת דמודולציה על ידי המאפנן ואז נכנסת לגלאי האינפרא אדום. ההבדל בין שני האותות מוגבר על ידי המגבר ההפוך ושולט בטמפרטורה של מקור המשוב כך שהקרינה הספקטרלית של מקור המשוב זהה לקרינה הספקטרלית של האובייקט. התצוגה מציינת את טמפרטורת הבהירות של האובייקט הנמדד. הטמפרטורה הנמדדת על ידי מדחום האינפרא אדום היא טמפרטורת הקרינה של האובייקט ולא הטמפרטורה האמיתית של האובייקט. מכיוון שהגוף השחור אינו קיים, סה"כ הקרינה התרמית של העצם בפועל תמיד קטנה מכלל קרינת הגוף השחור באותה טמפרטורה, ולכן מדידת אינפרא אדום הטמפרטורה הנמדדת על ידי המדחום צריכה בהחלט להיות נמוכה מהטמפרטורה האמיתית של העצם . בעת מדידת טמפרטורה, יש להגדיר את הפליטות של מדחום האינפרא אדום ככל האפשר (עבור מדי חום אינפרא אדום עם פליטות מתכווננת) לאותו ערך פליטות כמו החומר הנמדד, כדי שהערך הנמדד יהיה עקבי ככל האפשר. הטמפרטורה בפועל של האובייקט עקבית.
2 מבוא לשיטת כיול עצמי של מדחום אינפרא אדום
הגורמים החשובים ביותר למדחום אינפרא אדום להבטחת דיוק מדידת הטמפרטורה הם הפליטה, המרחק לכתם האור, מיקום נקודת האור ושדה הראייה. באמצעות תקשורת והתייעצות עם מומחי מדידת טמפרטורת אינפרא אדום וצוותים טכניים של יצרני הציוד, ותרגול חוזר בשיטות שונות, נוצר מערך ציוד כיול המבוסס על העיקרון של תנור גוף שחור, והשיטה אומתה באמצעות השוואה. השוואת כיול עצמי מעשית ואפשרית. במהלך הכיול העצמי, השלמת השוואת שגיאות בסיסיות, השפעת השינויים במרחק המדידה וקביעת טווח הפליטה. לפני הבדיקה, מדחום האינפרא אדום מותאם למצב הטוב ביותר ולאחר מכן משמש לבדיקה באתר.
