红外测温仪校准-完整指南

不确定性来源

有多种不确定性因素会极大地影响红外温度计的校准。这些来源总结如下:

• 辐射源发射率估算
• 测温仪的视场
• 辐射源上的温度变化梯度
• 测量准直
• 辐射源的校准温度
• 环境温度
• 反射温度

必备校准设备：
任何红外温度计校准都必须使用以下设备。

• 热辐射源
• 转移标准
• 环境温度温度计
• 安装装置
• 测距装置

热辐射源是提供辐射的校准温度源。辐射强度取决于光源温度。红外线温度计通过接受的辐射来确定目标物体温度。

辐射源的大小是一个首当其冲的问题。关注是红外测温仪的视场。对于Fluke Calibration红外温度计，对于所有型号，直径均为5英寸（125毫米）的光源就足够了。对于其他制造商的型号，此信息应来自红外温度计制造商或通过实验确定。

传输标准用于校准热辐射源。传输标准必须可通过国家计量机构追溯到BIPM。传输标准可以是接触式温度计（PRT，热敏电阻或热电偶）或非接触式温度计（辐射温度计）。转移标准可以在执行红外温度计校准的实验室内部设备，也可以使用红外温度计校准的实验室外部的第三方实验室设备。

环境温度温度计用于检测实验室内部的环境温度。这一点特别重要，因为对于某些红外温度计，环境温度在不确定性中起着重要作用，因为环境温度会影响红外温度计的参考温度。

在校准过程中，安装设备可固定红外温度计。在校准过程中，安装设备可保持红外温度计的测量距离和对齐方式。安装设备可以是三脚架，固定装置或手。

应使用工具确定测量距离。测量距离是从辐射源到红外温度计的垂直距离。距离测量工具通常将是卷尺或测量杆。

非必备性设备
根据要校准的红外温度计和校准温度，可能需要其他设备。一些红外测温仪将需要校准一个孔径。在这种情况下，应在校准报告中注明孔径大小和测量距离。如果校准点低于露点或霜点，则应采取措施防止霜或湿气在校准器表面积聚。这可以通过使用干气吹扫来完成。在这种情况下，吹扫气体可以是干燥的空气，氮气或氩气。

露点/露点温度Td，在空气中水汽含量不变， 保持气压一定的情况下， 使空气冷却达到饱和时的温度称露点温度，简称露点，单位用℃或℉表示

霜点也称露点，指空气等压冷却到0℃以下， 使空气中的水汽[对冰面]达到饱和时的温度，也指水蒸气凝华成霜的温度。

可追溯的历史方案

有两种可追溯性方案，方案I和方案II。通过确定校准源的真实温度的方式对这两种方案进行分类。在方案I中，真实温度通过接触测温法确定。在方案II中，源的真实温度通过辐射测温法确定。方案I似乎是最好的使用方法。但是，事实并非如此。使用方案I时通常会出现两个不确定性：发射率不确定性和源热交换不确定性。使用方案II可以解决这些错误。4180和4181精密红外校准器出厂时已进行Scheme II校准。

实验环境配置

为了以最小的不确定性和最小的误差执行红外温度计校准，应注意正确的实验室设置。

实验室温度应保持在合理范围内。校准报告中应标明校准过程中的环境温度或实验室的温度极限。这很重要，因为它为客户提供了校准红外温度计的环境信息。

设备在实验室中的位置至关重要。最大的担忧之一是反射温度。在较低温度下进行校准时，这尤其值得关注。为了正确考虑反射温度，应制定以下规定。首先，切勿建立实验室，以使热源面对辐射源。其次，确保面对辐射源的墙壁的温度是实验室的温度。如果面对辐射源的壁是外壁或外窗，这尤其令人担忧。第三，应该考虑执行校准的技术人员的位置，因为他/她会影响反射温度。对于低于50°C的温度进行校准，

实验室设置中的另一个问题是环境空气对流。在任何情况下都不得在辐射源表面附近有任何强制空气。这意味着应注意不要在任何HVAC通风口和门口附近（或下方）设置辐射源。

正确和不正确的实验室设置示例如图6所示。

校准流程

制备
校准前，应让红外温度计有足够的时间达到实验室温度，通常为15分钟。从外面带入温度计时，这是一个特别重要的考虑因素。

对于大多数校准，不建议清洁红外温度计的透镜。进行的所有镜头清洁均应在客户许可下并根据红外测温仪的制造商的建议进行。

辐射源应设置为所需的校准温度，并应使其稳定。如果要使用干气吹扫进行校准，则应在辐射源稳定之前进行吹扫。

校准点
客户应确定所使用的校准点。它们应基于客户的需求。如果客户不知道他/她想要什么校准点，则校准实验室可以提供建议。如果在狭窄的温度范围内使用红外测温仪，一个校准点可能就足够了。对于在较大温度范围内使用的红外温度计，应至少使用三个点。这些点至少应代表红外测温仪使用范围的最小，最大和中间范围。

可以以任意方式选择校准点的顺序。但是，由于热冲击现象，最佳做法是先执行较低的温度校准点，然后再执行较高的校准点。

流程

对于每个校准点，应重复以下步骤。

如果红外测温仪具有反射温度设置，则应将其设置为辐射源的反射温度。反射温度设置可以称为背景温度。应该注意的是Fluke红外测温仪没有反射温度设置。

红外测温仪的发射率设置应与光源的校准发射率相同。一些红外温度计具有固定的发射率。在这些情况下，可以进行数学校正。如果使用Fluke 4180或4181，则仪器可以自动进行此校正。

下一步是对准红外温度计。

首先设置测量距离。对于Fluke红外测温仪，测量距离设置为从平板表面到红外测温仪的前壳体。Fluke Calibration 4180和4181提供了一个测量点，因此不必触摸校准器表面。显示面板顶部的凹入部分距校准器表面1毫米以内。从这一点开始进行测量，如图8所示。一旦设定了距离，红外测温仪应位于校准器表面的中心。这可以通过使用红外温度计附带的激光器来完成，或者通过如图9所示上下左右移动红外温度计来最大化信号。

此时，可以进行测量了。应该开始测量。测量时间应比红外温度计的响应时间长十倍，对于Fluke红外温度计通常为五秒。对于Fluke红外温度计，通过按住扳机五秒钟来进行测量。最终的最终读出温度应记录为校准的读出温度。

尽管此方法听起来很复杂，但该过程实际上非常简单。对于一项测量，校准技术人员应花费不超过15秒的时间。

不确定度分析

进行任何校准都必须进行不确定性分析。此类分析超出了本文档的范围。要全面了解红外温度计校准的不确定性分析，请查阅ASTM E2847，“宽带红外温度计的校准和准确性验证的标准做法”。表1列出了不确定性预算示例。

报告结果
校准报告是您和您的客户的交流工具。该报告应采用标准格式，并符合实验室认可机构的要求。校准结果应报告。最好用源温度与红外温度计读数值的表来表示。此表中也可能会显示“通过/失败”的指示。该报告应包括以下各项：

参考：

英文原版：
https://docplayer.net/21847179-Infrared-thermometer-calibration-a-complete-guide.html
https://docplayer.net/21847179-Infrared-thermometer-calibration-a-complete-guide.html