מהי השגיאה של מדחום אינפרא אדום?
מדי חום אינפרא אדום הם בדרך כלל סביב 0.2.
רבים ממדחום האינפרא אדום הקיימים כיום בשוק השתנו ממדחום תעשייתי כדי למנוע SARS. הם מושפעים מאוד מטמפרטורת הסביבה באותו זמן, ולטמפרטורת הגוף הנמדדת עשויה להיות שגיאה בטמפרטורה בפועל.
גורמים המשפיעים על השגיאה של מדחום אינפרא אדום
1. שיעור קרינה
קצב קרינה הוא גודל פיזיקלי המודד את יכולת הקרינה של עצם ביחס לגוף שחור. בנוסף להיותו קשור לצורת החומר, לחספוס פני השטח, לקיעור ולקמור של האובייקט, זה קשור גם לכיוון הבדיקה. אם לאובייקט יש משטח חלק, הכיווניות שלו רגישה יותר. כושר הפליטה של חומרים שונים שונה. כמות אנרגיית הקרינה שמקבל מדחום אינפרא אדום מעצם היא פרופורציונלית לפליטתו.
(1) קביעת הפליטה מבוססת על משפט קירכהוף: הפליטה המונוכרומטית ההמיספרית (ε) של פני העצם שווה לספיגה המונוכרומטית ההמיספרית שלו ( ), ε= . בתנאי שיווי משקל תרמי, כוח הקרינה של עצם שווה להספק הנקלט שלו, כלומר סכום הספיגות ( ), השתקפות (ρ) והשידור ( ) הוא 1, כלומר, +ρ+ =1 . עבור עצמים אטומים (או בעלי עובי מסוים), ניתן לראות את השידור כ-=0, ויש רק קרינה והשתקפות (+ρ=1). כאשר הפליטה של האובייקט גבוהה יותר, ההשתקפות קטנה יותר, והשפעת הרקע וההשתקפות היא ככל שהערך קטן יותר, כך דיוק הבדיקה גבוה יותר; לעומת זאת, ככל שטמפרטורת הרקע גבוהה יותר או הרפלקטיביות גבוהה יותר, כך ההשפעה על הבדיקה גדולה יותר. ניתן לראות מכך שבמהלך תהליך הגילוי בפועל, יש לשים לב לפליטה המתאימה של עצמים ומדחום שונים, והגדרת הפליטה צריכה להיות מדויקת ככל האפשר כדי להפחית את השגיאה של הטמפרטורה הנמדדת.
(2) זווית בדיקה
הפליטה קשורה לכיוון הבדיקה. ככל שזווית הבדיקה גדולה יותר, כך שגיאת הבדיקה גדולה יותר. זה מתעלם בקלות כאשר משתמשים באינפרא אדום למדידת טמפרטורה. באופן כללי, זווית הבדיקה היא עדיפה בטווח של 30 מעלות, ובדרך כלל לא צריכה להיות גדולה מ-45 מעלות. אם הבדיקה צריכה להיות גדולה מ-45 מעלות, ניתן להוריד את הפליטה כראוי לתיקון. אם יש לשפוט ולנתח את נתוני מדידת הטמפרטורה של שני עצמים זהים, זוויות הבדיקה חייבות להיות זהות במהלך הבדיקה, כדי שיהיו יותר השוות.
2. מקדם מרחק
מקדם המרחק (K=S:D) הוא היחס בין המרחק S מהמדחום למטרה והקוטר D של יעד מדידת הטמפרטורה. יש לו השפעה רבה על הדיוק של מדחום האינפרא אדום. ככל שערך K גדול יותר, כך הרזולוציה גבוהה יותר. . לכן, אם יש להתקין את המדחום הרחק מהמטרה בגלל תנאי הסביבה, ויש למדוד מטרות קטנות, יש לבחור מדחום בעל רזולוציה אופטית גבוהה כדי להפחית טעויות מדידה. בשימוש בפועל, אנשים רבים מתעלמים מהרזולוציה האופטית של המדחום. ללא קשר לקוטר D של נקודת המטרה הנמדדת, הפעל את קרן הלייזר ויישר אותה עם יעד המדידה לבדיקה. למעשה, הם התעלמו מדרישת ערך S:D של המדחום, כך שלטמפרטורה הנמדדת תהיה שגיאה מסוימת.
3. גודל יעד
האובייקט הנמדד ושדה הראייה של המדחום קובעים את דיוק המדידה של המכשיר. כאשר משתמשים במדחום אינפרא אדום למדידת טמפרטורה, הוא יכול בדרך כלל למדוד רק את הערך הממוצע של אזור מסוים על פני היעד הנמדד. בדרך כלל ישנם שלושה מצבים במהלך הבדיקה:
(1) כאשר המטרה הנמדדת גדולה יותר משדה הראייה של הבדיקה, המדחום לא יושפע מהרקע מחוץ לאזור המדידה ויכול להציג את הטמפרטורה האמיתית של האובייקט הנמדד הנמצא באזור מסוים בתוך המטרה האופטית. השפעת הבדיקה היא הטובה ביותר בשלב זה.
(2) כאשר היעד הנמדד שווה לשדה הראייה של הבדיקה, טמפרטורת הרקע הושפעה, אך היא עדיין קטנה יחסית, והשפעת הבדיקה ממוצעת.
(3) כאשר המטרה הנמדדת קטנה משדה הראייה הנבדק, אנרגיית קרינת הרקע תיכנס לענפים החזותיים והאקוסטיים של המדחום ותפריע לקריאת מדידת הטמפרטורה, ותגרום לשגיאות. המכשיר מציג רק את הממוצע המשוקלל של האובייקט הנמדד וטמפרטורות הרקע.
4. זמן תגובה
זמן התגובה מציין את מהירות התגובה של מדחום האינפרא אדום לשינוי הטמפרטורה הנמדדת. הוא מוגדר כזמן הדרוש להגיע ל-95% מהאנרגיה של הקריאה הסופית. זה קשור לקבוע הזמן של הפוטו-גלאי, מעגל עיבוד האותות ומערכת התצוגה. אם המטרה נעה מהר מאוד או בעת מדידת מטרה מחוממת במהירות, יש להשתמש במדחום אינפרא אדום בעל תגובה מהירה. אחרת, תגובת אות מספקת לא תושג ודיוק המדידה יופחת. אבל לא כל יישום דורש מדחום אינפרא אדום בעל תגובה מהירה. לאינרציה נייחת או תרמית של התהליך התרמי של המטרה, ניתן להרגיע את זמן התגובה של המדחום. לכן יש להתאים את בחירת זמן התגובה של מדחום האינפרא אדום לתנאי המטרה הנמדדת.
