赤外線温度計の放射率の分析
放射率は、実際の物体の放射エネルギーと、同一温度、同一条件における黒体の放射エネルギーの比率です。同一条件とは、幾何学的条件 (放射される放射の面積、放射電力が測定されるステラジアン角のサイズと方向) とスペクトル条件 (放射束が測定されるスペクトル範囲) が同一であることを意味します。放射率は測定条件に関係するため、放射率の定義は複数あります。
半球放射率 半球放射率は、放射体の単位面積あたりに半球空間に放射される放射エネルギー束（放射出度）と、同じ温度の黒体の放射出度との比であり、全量とスペクトル量の 2 種類に分けられます。
法線放射率
垂直放射率は、小さな 3 次元角度に垂直な放射面の方向で測定された放射率であり、放射輝度の垂直方向と黒体放射輝度の比の温度は同じです。赤外線システムはすべて、ターゲット表面に対して垂直な方向の小さな立体角内で放射エネルギーを検出するため、垂直放射率は重要です。
黒体の場合、すべての放射率は 1 に等しくなりますが、実際の物体の場合、すべての放射率は 1 未満の値になります。現在参照している放射率は平均放射率です。
放射率補正について:
異なる物体の表面の放射率は異なるため、温度測定の精度を確保するには、通常、放射率補正が必要です。高温計は黒体に対して校正されるため、物体の表面の放射率は黒体の放射率よりも小さくなります。
赤外線温度計の放射率補正とは、異なる物体の放射率に応じて増幅器の増幅率を調整し、システム内の実際の物体の放射の特定の温度で、黒体によって生成された信号と同じ温度の信号と同じ信号を生成するようにすることです。たとえば、物体の放射率が {{0}}.8 の場合、増幅器の増幅率を元の 1/0.8=1.25 倍に増やす必要があります。工業分野では、測定対象の材質、形状、表面状態が異なるため、一般的にはターゲットの放射率パラメータを決定することが困難です。その他の要因によって測定誤差が発生し、測定値と実際の値に差が生じます。放射率パラメータ調整を導入すると、測定の直線性に影響を与えることなくこの問題を解決できます。調整は、経験的またはプロセス温度に基づいて次の手順で行うことができます。
たとえば、高温計の範囲は 500-1400 度です。
実際の温度は1200度、測定温度は1150度です。
この時点で、放射率パラメータは次のように調整できます。
(1150-500)÷(1200-500)=0.928≈0.93
このような調整を行って測定値を実際の値に近づけた後、「材料放射率係数表」の調整を参照することもできます。ただし、この表のパラメータは必ずしもプロセスのニーズに当てはまるわけではありません。放射率調整の本質は、測定誤差を修正するために導入されることを明確にする必要があります。
