ما هو الخطأ في مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء؟
تكون موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بشكل عام حوالي 0.2.
تم تعديل العديد من موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء الموجودة حاليًا في السوق من موازين الحرارة الصناعية لمنع مرض السارس. إنهم يتأثرون بشكل كبير بدرجة الحرارة المحيطة في ذلك الوقت، وقد يكون هناك خطأ في درجة حرارة الجسم المقاسة مع درجة الحرارة الفعلية.
العوامل المؤثرة على خطأ مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
1. معدل الإشعاع
معدل الإشعاع هو كمية فيزيائية تقيس القدرة الإشعاعية لجسم ما بالنسبة لجسم أسود. بالإضافة إلى ارتباطه بشكل المادة وخشونة السطح وتقعر وتحدب الجسم، فإنه يرتبط أيضًا باتجاه الاختبار. إذا كان للكائن سطح أملس، فإن اتجاهه يكون أكثر حساسية. انبعاثية المواد المختلفة مختلفة. تتناسب كمية الطاقة الإشعاعية التي يستقبلها مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء من جسم ما مع انبعاثيته.
(1) يعتمد تحديد الابتعاثية على نظرية كيرشوف: الانبعاثية أحادية اللون في نصف الكرة الأرضية (ε) لسطح الكائن تساوي الامتصاصية أحادية اللون في نصف الكرة الأرضية ( )، ε= . في ظل ظروف التوازن الحراري، تكون القوة الإشعاعية لجسم ما مساوية لقدرته الممتصة، أي أن مجموع الامتصاصية ( ) والانعكاسية (ρ) والنفاذية ( ) هي 1، أي +ρ+ =1 . بالنسبة للأجسام المعتمة (أو ذات سمك معين)، يمكن رؤية النفاذية على أنها =0، ولا يوجد سوى إشعاع وانعكاس ( +ρ=1). عندما تكون انبعاثية الكائن أعلى، تكون الانعكاسية أصغر، ويكون تأثير الخلفية والانعكاس كلما كانت القيمة أصغر، زادت دقة الاختبار؛ وعلى العكس من ذلك، كلما ارتفعت درجة حرارة الخلفية أو زادت الانعكاسية، زاد التأثير على الاختبار. يمكن أن نرى من هذا أنه أثناء عملية الكشف الفعلي، يجب الانتباه إلى الانبعاثية المقابلة للأشياء ومقاييس الحرارة المختلفة، ويجب أن يكون إعداد الانبعاث دقيقًا قدر الإمكان لتقليل خطأ درجة الحرارة المقاسة.
(2) زاوية الاختبار
ترتبط الابتعاثية باتجاه الاختبار. كلما كانت زاوية الاختبار أكبر، كلما زاد خطأ الاختبار. يمكن التغاضي عن ذلك بسهولة عند استخدام الأشعة تحت الحمراء لقياس درجة الحرارة. بشكل عام، يفضل أن تكون زاوية الاختبار ضمن 30 درجة، وبشكل عام يجب ألا تكون أكبر من 45 درجة. إذا كان الاختبار يجب أن يكون أكبر من 45 درجة، يمكن خفض الابتعاثية بشكل مناسب للتصحيح. إذا كان سيتم الحكم على بيانات قياس درجة الحرارة لجسمين متطابقين وتحليلها، فيجب أن تكون زوايا الاختبار هي نفسها أثناء الاختبار، بحيث تكون أكثر قابلية للمقارنة.
2. معامل المسافة
معامل المسافة (K=S:D) هو نسبة المسافة S من مقياس الحرارة إلى الهدف والقطر D لهدف قياس درجة الحرارة. له تأثير كبير على دقة مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء. كلما زادت قيمة K، زادت الدقة. . لذلك، إذا كان من الضروري تركيب مقياس الحرارة بعيدًا عن الهدف بسبب الظروف البيئية، وكانت هناك حاجة إلى قياس أهداف صغيرة، فيجب اختيار مقياس حرارة ذو دقة بصرية عالية لتقليل أخطاء القياس. في الاستخدام الفعلي، يتجاهل العديد من الأشخاص الدقة البصرية لمقياس الحرارة. بغض النظر عن القطر D لنقطة الهدف المقاسة، قم بتشغيل شعاع الليزر ومواءمته مع هدف القياس للاختبار. في الواقع، لقد تجاهلوا متطلبات القيمة S:D لمقياس الحرارة، وبالتالي فإن درجة الحرارة المقاسة سيكون بها خطأ معين.
3. حجم الهدف
يحدد الكائن الذي يتم قياسه ومجال رؤية مقياس الحرارة دقة قياس الجهاز. عند استخدام مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء لقياس درجة الحرارة، يمكنه عمومًا قياس متوسط قيمة منطقة معينة على سطح الهدف الذي يتم قياسه فقط. هناك بشكل عام ثلاث حالات أثناء الاختبار:
(1) عندما يكون الهدف المقاس أكبر من مجال رؤية الاختبار، لن يتأثر مقياس الحرارة بالخلفية خارج منطقة القياس ويمكنه عرض درجة الحرارة الحقيقية للكائن المقاس الموجود في منطقة معينة داخل الهدف البصري. تأثير الاختبار هو الأفضل في هذا الوقت.
(2) عندما يكون الهدف المقاس مساويًا لمجال رؤية الاختبار، تتأثر درجة حرارة الخلفية، لكنها لا تزال صغيرة نسبيًا، ويكون تأثير الاختبار متوسطًا.
(3) عندما يكون الهدف المقاس أصغر من مجال رؤية الاختبار، ستدخل طاقة الإشعاع الخلفية إلى الفروع البصرية والصوتية لمقياس الحرارة وتتداخل مع قراءة قياس درجة الحرارة، مما يسبب أخطاء. يعرض الجهاز فقط المتوسط المرجح لدرجات حرارة الجسم والخلفية المقاسة.
