logo logo

Факторы, влияющие на точность измерения температуры


Прочие метеоусловия (дождь, туман, снег, изморозь, лед и т. п.).

При прохождении инфракрасного излучения через атмосферу, его энергия ослабляется за счет следующих факторов:

  1. поглощение инфракрасного излучения газами, из которых состоит атмосфера (углекислый газ, метан, озон и т. д.);
  2. рассеяние на частицах, находящихся в атмосфере (капли воды, снег, аэрозоли, пыль и т. п.).


Длина волны ИК получения, мкм

Рис. 6. Зависимость коэффициента относительного пропускания атмосферы от длины волны ИК излучения

Участки инфракрасного спектра с высоким пропусканием инфракрасного излучения называются "атмосферными окнами". Спектральная "прозрачность" атмосферы при нормальных условиях (зависимость коэффициента относительного пропускания ИК излучения от его длины волны) приведена на рис. 6. Наиболее значимы "окна" имеются в диапазонах волн 3—5 мкм (коротковолновый участок инфракрасного излучений) и 8—12 мкм (длинноволновый участок инфракрасного излучений).
Следует отметить, что длинноволновые инфракрасные системы менее подвержены влиянию поглощения инфракрасного излучения атмосферой- длинноволновые системы "обрабатывают" 99% инфракрасного излучения объекта, в то время как коротковолновые — только 83%. При температуре объекта 27°С в коротковолновом диапазоне излучается лишь 1,3% теплового потока, в длинноволновом — 26,4%. Кроме того, применяемые в коротковолновых системах атмосферные фильтры, недостаточно эффективны, поскольку, наряду с тем, что ими "отсекаются" паразитные "засветки", они задерживают значительную часть полезного излучения, поступающего на детектор, тем самым уменьшая чувствительность системы.
Как было отмечено выше, мельчайшие капли воды и тумана рассеивают и поглощают инфракрасное излучение, уменьшают чувствительность и увеличивают погрешность измерения температуры, при этом также ухудшается контрастность термограммы. Кроме того, дождь, снег, изморозь, лед охлаждают поверхность обследуемого объекта, сильно искажая его тепловую картину.
Допускается проводить тепловизионную диагностику при небольшом снегопаде с сухим снегом и легком моросящем дожде, а также в условиях небольшого тумана при небольших расстояниях до обследуемого объекта.
Не рекомендуется выполнять диагностирование в условиях сильной запыленности или задымленности т. к. частицы пыли и дыма сильно поглощают ИК излучение, искажая результаты обследования.

Тепловая инерция обследуемых объектов.

При рассмотрении и анализе любого теплового процесса важно понимать, постоянно ли тепловое состояние рассматриваемого объекта или группы объектов или оно изменяется.
В стационарном состоянии передача тепла постоянна по величине и направлению и не зависит от времени.
В реальном мире стационарных потоков тепла не существует. Всегда и при всех условиях имеются небольшие флуктуации температурных параметров, но мы часто пренебрегаем этим и рассматриваем поток тепла так, как если бы он действительно был стационарным. Такую передачу тепла называют квазистационарной.
Если тепловой поток и температуры в разных точках заметно изменяются в зависимости от времени, мы имеем дело с нестационарным тепловым потоком.
При одних и тех же условиях нагревания или охлаждения, температуры разных материалов изменяются с различной скоростью. Некоторые вещества, например, вода, нагреваются или охлаждаются медленно, в то время как другие вещества, например, воздух, изменяют свою температуру очень быстро. Скорость изменения температуры характеризует теплоемкость вещества. Она основывается на двух свойствах материала — его удельной теплоемкости и плотности. Если тепловой процесс диагностируемого объекта нестационарен, теплоемкость непосредственно влияет на температуру и это необходимо учитывать при ее измерении. Тепловая постоянная вентильных разрядников и ОПН составляет около 6—8 часов, поэтому для получения достоверных результатов тепловизионной диагностики, после постановки разрядника под напряжение, необходимо дождаться стабилизации его теплового состояния. В ряде случаев, различие теплоемкостей при диагностировании является полезным фактором. Например, оно позволяет определять уровень жидкости в резервуаре (например, уровень масла в расширителях маслонаполненного оборудования при резких перепадах температуры окружающей среды — утром и вечером, когда температура окружающего воздуха относительно быстро изменяется). Масло, которое имеет более высокую теплоемкость, чем воздух в маслорасширителе, изменяет при этом свою температуру медленнее, что и позволяет увидеть на поверхности маслорасширителя тепловую границу, разделяющую масло и воздух.

 

Метки материала: , ,

Похожие материалы:

Страниц: 1 2 3 4 5 6

bottom