赤外線温度計の自己校正誤差法に関する研究の概要
現代の技術の発展に伴い、赤外線温度計は電力線の検査、保守、変電所の運用作業で広く使用され、稼働中および通電中の電力設備、配電設備、ケーブル、電気ジョイントなどの温度異常を検出し、電気設備の欠陥を見つけます。使用中の赤外線温度計が良好な作動状態にあるかどうかは、電力網の安全で安定した運用に直接影響します。作業品質を向上させ、安全を確保するために、赤外線温度計の自己校正を実施し、稼働中の赤外線温度計が良好な作動状態にあることを確認する必要があります。
黒体放射と赤外線温度測定の原理
温度がゼロ以上のすべての物体は、周囲の空間に赤外線放射エネルギーを絶えず放射しています。物体の赤外線放射エネルギーの大きさと波長による分布は、その表面温度と密接に関係しています。したがって、物体自体が放射する赤外線エネルギーを測定することにより、温度計の光学系は検出器上で電気信号に変換されます。測定対象物の信号と表面温度は、赤外線温度計の表示部を通じて表示され、その表面温度を正確に測定できます。これが、赤外線放射温度測定の客観的な根拠です。
赤外線温度計の特徴：非接触測定、広い温度測定範囲、高速応答速度、高感度。ただし、測定対象物の放射率により、測定対象物の真の温度を測定することはほぼ不可能です。測定されるのは表面温度です。
赤外線温度計の標準化された校正方法は、黒体炉校正を使用することです。黒体とは、あらゆる波長の入射光の吸収率がどのような状況でも 1 に等しい物体を指します。黒体は理想化された物体モデルであるため、材料特性や表面状態によって変化する放射係数、つまり放射率が導入されます。これは、実際の物体の放射性能と、同じ温度での黒体の放射性能の比として定義されます。物体による赤外線の放射と吸収の法則は、キルヒホッフの法則を満たしています。放射ビームが任意の物体の表面に投影されると、エネルギー保存の原理に従って、物体の入射光の吸収率、反射率、透過率の合計は 1 に等しくなければなりません。一般に、放射率の測定は容易ではありません。通常、放射率は吸収率を測定することで決定できます。したがって、黒体放射源は、さまざまな赤外線源の放射強度をテストするための放射標準として使用されます。
赤外線温度計は、光学系、光電検出器、信号増幅器、信号処理、表示出力などの部品で構成されています。測定対象物と反射源からの放射は、変調器によって復調され、赤外線検出器に入力されます。2つの信号の差は逆増幅器によって増幅され、フィードバック源の温度を制御して、フィードバック源のスペクトル放射輝度が物体のスペクトル放射輝度と同じになるようにします。ディスプレイには、測定対象物の輝度温度が表示されます。赤外線温度計で測定される温度は、物体の実際の温度ではなく、物体の放射温度です。黒体は存在しないため、実際の物体の全熱放射は、同じ温度での全黒体放射よりも常に小さくなります。そのため、赤外線測定温度計で測定される温度は、物体の実際の温度よりも確実に低くなります。温度を測定するときは、赤外線温度計の放射率を、測定対象の材料と同じ放射率値にできるだけ設定する必要があります（放射率を調整できる赤外線温度計の場合）。そうすることで、測定値が可能な限り一定になります。 物体の実際の温度は一定です。
