עקרון עבודה וניתוח שגיאות של מדחום אינפרא אדום
הרכב מערכת מדחום אינפרא אדום
מדידת טמפרטורה אינפרא אדום מאמצת שיטת ניתוח נקודתית, כלומר, הקרינה התרמית של אזור מקומי של האובייקט ממוקדת בגלאי בודד, ועוצמת הקרינה מומרת לטמפרטורה באמצעות הפליטה של האובייקט הידוע. . בשל האובייקטים השונים שזוהו, טווחי המדידה והזדמנויות השימוש, עיצוב המראה והמבנה הפנימי של מדי חום אינפרא אדום שונים, אך המבנה הבסיסי הוא בדרך כלל דומה, כולל בעיקר מערכת אופטית, גלאי צילום, מגבר אותות ועיבוד אותות, פלט תצוגה אינפרא אדום קרינה הנפלטת מהרדיאטור של המבנה הבסיסי שלו נכנסת למערכת האופטית, וקרינת האינפרה האדומה מווסתת לקרינה מתחלפת על ידי המאפנן, המומרת לאות חשמלי מתאים על ידי הגלאי. האות עובר דרך המגבר ומעגל עיבוד האותות, ומומר לערך הטמפרטורה של המטרה הנמדדת לאחר תיקון לפי האלגוריתם במכשיר ופליטת המטרה.
ניתוח שגיאות של מדידת טמפרטורת אינפרא אדום
מכיוון שמדידת הטמפרטורה באינפרא אדום היא ללא מגע, יהיו שגיאות שונות, וישנם גורמים רבים המשפיעים על השגיאות. בנוסף לגורמים של המכשיר עצמו, הוא מתבטא בעיקר בהיבטים הבאים.
1. קצב קרינה
פליטות היא כמות פיזיקלית של יכולת הקרינה של עצם ביחס לגוף שחור. זה לא קשור רק לצורת החומר של האובייקט, חספוס פני השטח, אי אחידות וכו', אלא גם קשור לכיוון הבדיקה. אם האובייקט הוא משטח חלק, הכיווניות שלו רגישה יותר. הפליטה של חומרים שונים שונה, וכמות אנרגיית הקרינה שמקבל מדחום אינפרא אדום מעצם פרופורציונלית לפליטתו.
(1) הגדרת פליטות
לפי משפט קירכהוף [2]: הפליטה המונוכרומטית (ε) ההמיספרית של פני העצם שווה לספיגה המונוכרומטית ( ), ε= שלו. בתנאי שיווי משקל תרמי, עוצמת הקרינה של עצם שווה להספק הקליטה שלו, כלומר סכום קצב הקליטה ( ), ההחזרה (ρ) והשידור ( ) הוא 1, כלומר בתוספת ρ פלוס {{ 3}}, ואיור 3 מסביר את החוק לעיל. עבור העברת עצם אטומה (או בעובי מסוים) הנראית לעין =0, רק קרינה והשתקפות (בתוספת ρ=1), כאשר הפליטה של האובייקט גבוהה יותר, ההשתקפות קטנה יותר, השפעת הרקע והשתקפות ככל שהערך קטן יותר, כך דיוק הבדיקה יהיה גבוה יותר; להיפך, ככל שטמפרטורת הרקע גבוהה יותר או הרפלקטיביות גבוהה יותר, כך ההשפעה על הבדיקה גדולה יותר. ניתן לראות מכך שבתהליך הגילוי בפועל, עלינו לשים לב לפליטות התואמת לחפצים ולמדדי חום שונים, ולהגדיר את הפליטה בצורה 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 הטובה ביותר בטווח של 30 מעלות, בדרך כלל לא יותר מ-45 מעלות, אם יש לבדוק אותה בטמפרטורה גבוהה מ-45 מעלות, ניתן להוריד את הפליטה כראוי לתיקון. אם יש לשפוט ולנתח את נתוני מדידת הטמפרטורה של שני עצמים זהים, זווית הבדיקה חייבת להיות זהה במהלך הבדיקה, כדי שיהיה ניתן להשוואה יותר.
