Методология повышения точности бесконтактных приборов теплового контроля веществ, материалов и изделий

Тепловой контроль является одной из важнейших областей контроля в жизни современного общества. По типу взаимодействия с контролируемым объектом методы теплового контроля делят на контактные и бесконтактные. Приборы, реализующие бесконтактные методы контроля температуры, называются пирометрами. Бесконтактным методам присущи серьезные недостатки, в первую очередь это зависимость принятого приемником пирометра сигнала от излучательной способности контролируемого объекта. Учет влияния излучательной способности в энергетических пирометрах осуществляют вводом в прибор коэффициента излучения, который при правильном выборе должен компенсировать это влияние. Но этот коэффициент зависит не только от материала контролируемого объекта и состояния его поверхности, но и от диапазона спектральной чувствительности приемника пирометра и температуры объекта. Поэтому правильный выбор данного коэффициента – задача исключительно сложная, зачастую оказывающаяся для пользователя непосильной. Следствием неточно введенного коэффициента излучения является дополнительная погрешность измерений. При этом температурная зависимость этого коэффициента приводит к тому, что правильно выбранный для данного материала и данного пирометра коэффициент излучения при возрастании или уменьшении температуры контролируемого объекта на 200 - 300ºС становится неверным, что исключает возможность его безошибочного выбора для всего диапазона измеряемых температур. Классические пирометры спектрального отношения не требуют ввода в них коэффициента излучения, что выгодно отличает их от энергетических. Однако при контроле температуры объектов, спектральная излучательная способность которых зависит от длины волны излучения (так называемых “несерых объектов”), эти пирометры также измеряют температуру с заметными погрешностями, тем большими, чем больше крутизна роста или спада излучательной способности с ростом длины волны. Получается парадоксальная ситуация. При калибровках и поверках пирометров на “абсолютно чёрных телах” их инструментальные погрешности оказываются очень малыми, зачастую менее 0,5% от измеренного результата. А при контроле таким пирометром температуры реального объекта (вещества, материала, изделия на производстве) погрешность измерения превышает 5 – 10%, т.е. больше инструментальной на порядок. И это не позволяет говорить о высокой точности методов бесконтактного температурного контроля реальных объектов. Цель: создание научных основ нового методологического подхода к методам бесконтактного теплового контроля веществ, материалов и изделий, который позволяет создать и внедрить пирометры с повышенными метрологическими и эксплуатационными характеристиками.