इन्फ्रारेड थर्मामीटर का कार्य सिद्धांत और त्रुटि विश्लेषण

इन्फ्रारेड थर्मामीटर का कार्य सिद्धांत और त्रुटि विश्लेषण

इन्फ्रारेड थर्मामीटर प्रणाली संरचना

इन्फ्रारेड तापमान माप एक बिंदु-दर-बिंदु विश्लेषण विधि को अपनाता है, अर्थात, वस्तु के स्थानीय क्षेत्र का थर्मल विकिरण एक एकल डिटेक्टर पर केंद्रित होता है, और विकिरण शक्ति को ज्ञात वस्तु की उत्सर्जन क्षमता के माध्यम से तापमान में परिवर्तित किया जाता है। . अलग-अलग पहचानी गई वस्तुओं, माप सीमाओं और उपयोग के अवसरों के कारण, इन्फ्रारेड थर्मामीटर की उपस्थिति डिजाइन और आंतरिक संरचना अलग-अलग होती है, लेकिन मूल संरचना आम तौर पर समान होती है, जिसमें मुख्य रूप से ऑप्टिकल सिस्टम, फोटोडिटेक्टर, सिग्नल एम्पलीफायर और सिग्नल प्रोसेसिंग, डिस्प्ले आउटपुट इन्फ्रारेड शामिल हैं। इसकी मूल संरचना के रेडिएटर द्वारा उत्सर्जित विकिरण ऑप्टिकल सिस्टम में प्रवेश करता है, और इन्फ्रारेड विकिरण को मॉड्यूलेटर द्वारा वैकल्पिक विकिरण में संशोधित किया जाता है, जिसे डिटेक्टर द्वारा संबंधित विद्युत संकेत में परिवर्तित किया जाता है। सिग्नल एम्पलीफायर और सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट से गुजरता है, और उपकरण में एल्गोरिदम और लक्ष्य उत्सर्जन के अनुसार सही होने के बाद मापा लक्ष्य के तापमान मूल्य में परिवर्तित हो जाता है।

इन्फ्रारेड तापमान मापन का त्रुटि विश्लेषण

चूंकि अवरक्त तापमान माप गैर-संपर्क है, इसलिए विभिन्न त्रुटियां होंगी, और ऐसे कई कारक हैं जो त्रुटियों को प्रभावित करते हैं। उपकरण के कारकों के अलावा, यह मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में प्रकट होता है।

1. विकिरण दर
उत्सर्जनता किसी काले पिंड के सापेक्ष किसी वस्तु की विकिरण क्षमता की एक भौतिक मात्रा है। यह न केवल वस्तु के भौतिक आकार, सतह की खुरदरापन, असमानता आदि से संबंधित है, बल्कि परीक्षण की दिशा से भी संबंधित है। यदि वस्तु चिकनी सतह है तो उसकी दिशात्मकता अधिक संवेदनशील होती है। विभिन्न पदार्थों की उत्सर्जन क्षमता अलग-अलग होती है, और किसी वस्तु से इन्फ्रारेड थर्मामीटर द्वारा प्राप्त विकिरण ऊर्जा की मात्रा उसकी उत्सर्जन क्षमता के समानुपाती होती है।

(1) उत्सर्जन की सेटिंग
किरचॉफ के प्रमेय [2] के अनुसार: वस्तु की सतह की अर्धगोलाकार मोनोक्रोमैटिक उत्सर्जकता (ε) इसकी अर्धगोलाकार मोनोक्रोमैटिक अवशोषकता ( ), ε {{1 }} के बराबर है। थर्मल संतुलन स्थितियों के तहत, किसी वस्तु की विकिरण शक्ति उसकी अवशोषित शक्ति के बराबर होती है, यानी अवशोषण दर (), परावर्तन (ρ), और संप्रेषण () का योग 1 है, यानी प्लस ρ प्लस {{ 3}}, और चित्र 3 उपरोक्त कानून की व्याख्या करता है। अपारदर्शी (या एक निश्चित मोटाई के साथ) वस्तु संप्रेषण दृश्यमान =0, केवल विकिरण और प्रतिबिंब (प्लस ρ =1), जब वस्तु की उत्सर्जन क्षमता अधिक होती है, तो परावर्तन कम होता है, पृष्ठभूमि का प्रभाव और प्रतिबिंब का मान जितना छोटा होगा, परीक्षण की सटीकता उतनी ही अधिक होगी; इसके विपरीत, पृष्ठभूमि का तापमान जितना अधिक होगा या परावर्तनशीलता जितनी अधिक होगी, परीक्षण पर प्रभाव उतना ही अधिक होगा। इससे यह देखा जा सकता है कि वास्तविक पता लगाने की प्रक्रिया में, हमें विभिन्न वस्तुओं और थर्मामीटरों के अनुरूप उत्सर्जन पर ध्यान देना चाहिए, और मापा तापमान की त्रुटि को कम करने के लिए उत्सर्जन को यथासंभव सटीक रूप से सेट करना चाहिए।

(2) परीक्षण कोण
उत्सर्जन परीक्षण दिशा से संबंधित है। परीक्षण कोण जितना बड़ा होगा, परीक्षण त्रुटि उतनी ही अधिक होगी। तापमान माप के लिए इन्फ्रारेड का उपयोग करते समय इसे आसानी से अनदेखा कर दिया जाता है। आम तौर पर, परीक्षण कोण 30 डिग्री के भीतर सबसे अच्छा होता है, आम तौर पर 45 डिग्री से अधिक नहीं, यदि इसे 45 डिग्री से अधिक तापमान पर परीक्षण किया जाना है, तो सुधार के लिए उत्सर्जन को उचित रूप से कम किया जा सकता है। यदि दो समान वस्तुओं के तापमान माप डेटा का मूल्यांकन और विश्लेषण किया जाना है, तो परीक्षण के दौरान परीक्षण कोण समान होना चाहिए, ताकि यह अधिक तुलनीय हो।