根據(jù)紅外輻射理論和熱像儀測(cè)溫原理,考慮被測(cè)物體附近高溫物體溫度、位置和被測(cè)物體對(duì)附近高溫物體吸收率的影響,得出了上述因素對(duì)被測(cè)物體真實(shí)溫度和測(cè)溫誤差影響的理論計(jì)算公式,分析了高溫物體溫度測(cè)量誤差、高溫物體位置測(cè)量誤差、對(duì)高溫物體輻射的吸收率測(cè)量誤差和附近高溫物體的溫度對(duì)紅外熱像儀測(cè)溫誤差的影響程度,并給出了減小誤差的對(duì)策,以提高熱像儀的測(cè)溫精度及降低輻射測(cè)溫誤差。
紅外熱成像測(cè)溫技術(shù)是一種非接觸、直觀、準(zhǔn)確、靈敏度高、快速、安全、應(yīng)用范圍廣泛的測(cè)定物體表面溫度場(chǎng)分布的檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)已在高壓電線巡檢、電站、配電設(shè)備和變電站等電氣設(shè)備和機(jī)器設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、半導(dǎo)體元件和集成電路的質(zhì)量篩選和故障診斷、石化設(shè)備的故障診斷、火災(zāi)的探測(cè)、材料內(nèi)部缺陷的無損監(jiān)測(cè)和傳熱研究等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。特別是80年代以后,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,熱圖實(shí)時(shí)數(shù)字處理技術(shù)的出現(xiàn),使熱像儀的操作、使用更加方便,測(cè)溫的動(dòng)態(tài)范圍更大,熱像儀的測(cè)溫精度不斷提高、設(shè)備更加小巧,熱像儀在我國(guó)各行各業(yè)的普及率迅速提高。
很多時(shí)候紅外測(cè)溫是在室內(nèi)進(jìn)行的,如在艦船上,測(cè)量艙室內(nèi)設(shè)備表面的溫度分布,紅外溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性除受到被測(cè)表面的發(fā)射率、反射率(或吸收率)、環(huán)境溫度等因素的影響外,還要受到附近高溫物體輻射的影響,如艦船艙室內(nèi)有許多設(shè)備是高溫?zé)嵩础T诳紤]了被測(cè)表面的發(fā)射率、反射率(或吸收率)、環(huán)境溫度、大氣溫度、大氣衰減等因素,提出了紅外測(cè)溫真實(shí)溫度的計(jì)算公式;分析了影響紅外熱像儀測(cè)量物
體表面發(fā)射率的因素,給出了減少發(fā)射率測(cè)量誤差的方法討論了被測(cè)表面的發(fā)射率、反射率、環(huán)境溫度、大氣溫度、大氣衰減不同時(shí),它們對(duì)紅外測(cè)量誤差的影響程度;文獻(xiàn)[4】總結(jié)了大氣吸收、大氣溫度、被測(cè)物體發(fā)射率、被測(cè)物體本身溫度、環(huán)境溫度和測(cè)量?jī)x器指示溫度的測(cè)量誤差對(duì)紅外測(cè)溫誤差的影響。本文在前面工作的基礎(chǔ)上著重分析環(huán)境高溫物體對(duì)紅外測(cè)溫誤差的影響。
1 測(cè)溫原理
根據(jù)紅外熱像儀的測(cè)溫原理,在實(shí)際測(cè)量時(shí),熱像儀接收到的有效輻射包括3部分: 目標(biāo)自身輻射、環(huán)境反射輻射和大氣輻射。被測(cè)物體表面的輻射亮度為:
結(jié)論
紅外熱像儀測(cè)溫的準(zhǔn)確性受到被測(cè)物體附近物體的溫度、位置和附近物體輻射吸收率等因素的影響。當(dāng)附近物體的溫度、位置和對(duì)附近物體輻射吸收率測(cè)量不準(zhǔn)確時(shí),會(huì)影響被測(cè)物體真實(shí)溫度計(jì)算的精度。由于在不同條件下,附近物體的溫度、位置和對(duì)附近物體輻射吸收率等很難測(cè)量準(zhǔn)確,從而造成測(cè)溫精度低、誤差大。
如果能準(zhǔn)確給出環(huán)境物體的溫度、位置(角系數(shù))和對(duì)環(huán)境物體輻射的吸收率,就能利用本文給出的計(jì)算公式,由熱像儀測(cè)得的輻射溫度準(zhǔn)確算出被測(cè)物體表面的真實(shí)溫度。如有誤差,可根據(jù)誤差大小,算出被測(cè)表面真實(shí)溫度的測(cè)溫誤差。因此,本文的結(jié)果對(duì)提高熱像儀的測(cè)溫精度及降低輻射測(cè)溫誤差都有重要的意義。
紅外測(cè)溫時(shí)應(yīng)選擇正確的測(cè)試角度和位置,或設(shè)置必要的屏蔽措施,以減小環(huán)境物體輻射的影響。
被測(cè)物體附近物體的溫度、位置和被測(cè)物體對(duì)鄰近物體輻射的吸收率的測(cè)量誤差,對(duì)測(cè)溫誤差有不同程度的影響,而且影響都比較大,不能忽略其大小。因此,對(duì)不同的因素,應(yīng)采取不同的措施來減小測(cè)量誤差。上述因素對(duì)長(zhǎng)波熱像儀的影響要比對(duì)短波熱像儀的影響小。在測(cè)溫時(shí),應(yīng)事先選擇適當(dāng)工作波段的熱像儀。
相關(guān)新聞
探索紅外熱像儀在石油石化行業(yè)的具體應(yīng)用 | [2015/10/28] |
使用打獵夜視熱像儀該注意哪些事項(xiàng)? | [2015/9/10] |
紅外熱像儀如何有效防止設(shè)備故障和斷電事故的發(fā)生? | [2015/9/1] |
如何用紅外熱像儀給汽車體檢? | [2015/8/13] |
紅外熱像儀在電梯檢測(cè)中的應(yīng)用 | [2015/8/6] |