Hver er villa innrauða hitamælisins?
Innrauðir hitamælar eru yfirleitt í kringum 0.2.
Margir af innrauðu hitamælunum sem nú eru á markaðnum eru breyttir frá iðnaðarhitamælum til að koma í veg fyrir SARS. Þeir verða fyrir miklum áhrifum af umhverfishitastigi á þeim tíma og mældur líkamshiti getur verið villur við raunverulegan hita.
Þættir sem hafa áhrif á villu innrauða hitamælis
1. Geislunarhraði
Geislunarhraði er eðlisfræðileg stærð sem mælir geislunargetu hlutar miðað við svartan líkama. Auk þess að vera tengt efnisformi, grófleika yfirborðs, íhvolf og kúpt hlutarins, tengist það einnig stefnu prófsins. Ef hluturinn hefur slétt yfirborð er stefnuvirkni hans næmari. Geislun mismunandi efna er mismunandi. Magn geislunarorku sem innrauður hitamælir tekur frá hlut er í réttu hlutfalli við útgeislun hans.
(1) Stilling geislunar er byggð á setningu Kirchhoffs: hálfkúlueinlita útgeislun (ε) yfirborðs hlutar er jöfn hálfkúlu einlita frásogsgetu hans ( ), ε= . Við hitajafnvægisskilyrði er geislunarkraftur hlutar jafnt frásoguðu afli hans, það er summan af frásogsgetu ( ), endurspeglun (ρ) og geislun ( ) er 1, það er +ρ+ =1 . Fyrir ógegnsæja (eða með ákveðna þykkt) hluti er hægt að líta á geislunina sem =0 og það eru aðeins geislun og endurkast ( +ρ=1). Þegar útgeislun hlutarins er hærri er endurspeglunin minni og áhrif bakgrunns og endurspeglunar eru því minni sem gildið er, því meiri nákvæmni prófsins; öfugt, því hærra sem bakgrunnshitastigið er eða því hærra sem endurspeglunin er, því meiri áhrif hafa á prófið. Af þessu má sjá að við raunverulegt greiningarferli þarf að huga að samsvarandi losun mismunandi hluta og hitamæla og losunarstillingin ætti að vera eins nákvæm og hægt er til að draga úr skekkju mældra hitastigs.
(2) Prófhorn
Geislunin tengist prófunarstefnunni. Því stærra sem prófunarhornið er, því meiri prófvillan. Þetta gleymist auðveldlega þegar innrautt er notað til hitamælinga. Almennt séð er prófunarhornið helst innan við 30 gráður og ætti almennt ekki að vera meira en 45 gráður. Ef prófið þarf að vera meira en 45 gráður er hægt að lækka losunina á viðeigandi hátt til leiðréttingar. Ef dæma á og greina hitamælingargögn tveggja eins hluta, verða prófunarhornin að vera þau sömu meðan á prófuninni stendur, þannig að þau séu sambærilegri.
2. Fjarlægðarstuðull
Fjarlægðarstuðullinn (K=S:D) er hlutfallið milli fjarlægðar S frá hitamæli til marks og þvermáls D hitamælingarmarkmiðsins. Það hefur mikil áhrif á nákvæmni innrauða hitamælisins. Því hærra sem K gildið er, því meiri upplausn. . Þess vegna, ef hitamælirinn verður að vera settur upp langt í burtu frá markmiðinu vegna umhverfisaðstæðna, og lítil markmið þarf að mæla, ætti að velja hitamæli með mikilli sjónupplausn til að draga úr mæliskekkjum. Í raunverulegri notkun hunsa margir sjónupplausn hitamælisins. Óháð þvermáli D á mælda markpunktinum, kveiktu á leysigeislanum og stilltu honum saman við mælimarkið sem á að prófa. Reyndar hunsuðu þeir S:D gildiskröfu hitamælisins, þannig að mældur hiti myndi hafa ákveðna skekkju.
3. Markstærð
Hluturinn sem verið er að mæla og sjónsvið hitamælisins ákvarða nákvæmni mælingar tækisins. Þegar innrauður hitamælir er notaður til að mæla hitastig getur hann almennt aðeins mælt meðalgildi ákveðins svæðis á yfirborði marksins sem verið er að mæla. Það eru yfirleitt þrjár aðstæður meðan á prófun stendur:
(1) Þegar mælda markið er stærra en prófunarsviðið mun hitamælirinn ekki verða fyrir áhrifum af bakgrunni utan mælisvæðisins og getur sýnt raunverulegt hitastig mælda hlutans sem staðsett er á ákveðnu svæði innan sjónmarkmiðsins. Prófáhrifin eru best á þessum tíma.
(2) Þegar mælda markið er jafnt prófunarsviðinu hefur bakgrunnshitastigið orðið fyrir áhrifum, en það er enn tiltölulega lítið og prófunaráhrifin eru meðaltal.
(3) Þegar mælda markið er minna en prófunarsviðið mun bakgrunnsgeislunarorkan fara inn í sjónræna og hljóðræna greinar hitamælisins og trufla hitamælingarlestur, sem veldur villum. Tækið sýnir aðeins vegið meðaltal af mældum hlut og bakgrunnshita.
4. Viðbragðstími
Viðbragðstíminn gefur til kynna hvarfhraða innrauða hitamælisins við breytingu á mældu hitastigi. Það er skilgreint sem tíminn sem þarf til að ná 95% af orku lokalestrisins. Það tengist tímafasta ljósnemans, merkjavinnslurásar og skjákerfis. Ef markið hreyfist mjög hratt eða þegar verið er að mæla hratt hitað skotmark skal nota hraðsvörun innrauðan hitamæli. Annars næst ekki nægjanleg merki svörun og mælingarnákvæmni minnkar. En ekki öll forrit krefjast hraðsvörunar innrauðs hitamælis. Fyrir kyrrstæða eða varma tregðu markhitaferlisins er hægt að slaka á svörunartíma hitamælisins. Þess vegna þarf að laga val á viðbragðstíma innrauða hitamælisins að aðstæðum þess marks sem verið er að mæla.
