Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Прибор, используемый для проверки точности калибровки инфракрасного температурного зонда, называется калибратором черного тела. Надежная калибровка инфракрасных пирометров основана на нагреваемом (или охлаждаемом) целевом объекте с точно известной температурой. Такой объект может быть нагреваемым.
Черное тело — это идеальный излучатель, что означает, что оно испускает тепловую энергию как в видимом, так и в инфракрасном диапазоне, причем интенсивность излучения на любой конкретной длине волны и температуре определяется законом излучения Планка. Оно имеет коэффициент излучательной способности, равный 1, и полностью поглощает и излучает всё падающее излучение, благодаря чему является исключительно неотражающим; его эмиссия также равна 1.
На практике калибратор черного тела всегда будет иметь эмиссию немного ниже 1, хотя благодаря тщательному проектированию возможно приблизиться к этому значению. Это связано с тем, что не существует материала, из которого можно было бы создать абсолютно идеальное черное тело. Пропускание черного тела должно быть согласовано с настройкой эмиссии датчика, а сам датчик должен располагаться достаточно близко к калибратору, чтобы диаметр пятна измерения не превышал половины диаметра апертуры.
Калибраторы черного тела могут быть разделены на два основных типа: плоскопластинчатые и полостные.
Плоскопластинчатые: Обычно плоские металлические поверхности калибраторов окрашивают матовой черной краской для повышения излучательной способности. Температура таких пластин регулируется либо простым термостатом, либо более сложным контроллером температуры. Калибраторы этого типа могут достигать эмиссии до 0,95.
Полостные: Полостной калибратор черного тела является наиболее точным представлением черного тела, но и самым сложным по конструкции. Это тёмная полость с отверстием (апертурой), внутри которой поддерживается стабильная температура с помощью температурного контроллера. Любое излучение, попадающее внутрь полости через апертуру, поглощается и перераспределяется в виде тепла, соответствующего температуре самой полости. Таким образом, единственное излучение, выходящее наружу, — это тепловое излучение, строго определяемое температурой полости. Такой подход позволяет достичь эмиссии 0,98 и выше.
При выборе тепловизионного калибратора первое, на что обращают внимание, — это разнообразие форм и конструкций мишеней. У калибратора черного тела мишенью является полость с малым отверстием. Типичные примеры таких источников излучения — это конические или трубчатые полости, встроенные в термостатируемые ванны, печи или тепловые трубы. Благодаря высокой эмиссии калибраторы черного тела часто используются в качестве эталонов в радиационной термометрии.
У других типов тепловизионных калибраторов, называемых также плоскопластинчатыми ИК-калибраторами температуры, мишень — это нагреваемая или охлаждаемая окрашенная поверхность. Эти поверхности могут быть как абсолютно гладкими, так и с рельефом в виде выступов или борозд. Производители применяют различные типы поверхностей для управления эмиссией, однако это может негативно сказываться на температурной равномерности — важном параметре при калибровке.
