Почему ведущие аэрокосмические лаборатории, атомные объекты и крупные исследовательские центры так заботятся о температурной калибровке? Потому что при инфракрасных измерениях ошибка в 1 °C может стоить слишком дорого, а также привести к потерям/повышенному потреблению энергии, нарушению безопасности и навредить итоговому качеству продукции.
В такие моменты на помощь приходит модель черного тела. Модель черного тела — это высокоточный прибор, востребованный в критически важных отраслях. Проводите ли вы проверку ИК‑термометра на электростанции или тепловизора в лаборатории, модель черного тела гарантирует главное: ваши показания точны, а не приблизительны.
Давайте разберёмся, почему эти устройства — сердце любой системы точных ИК-измерений
Что такое модель черного тела?
Модель черного тела — это эталонный источник температуры, применяемый для поверки и калибровки бесконтактных ИК-датчиков, например: пирометров и тепловизионных камер. Он имитирует идеализированную «модель черного тела» — объект, полностью поглощающий падающее излучение и излучающий инфракрасную энергию предсказуемым и измеримым образом.
Контролируемое излучение используется как опорная точка, чтобы проверить, корректно ли измеряет температуру ваш ИК-датчик или другой прибор.
Проще говоря, это «эталон» проверки точности ваших инфракрасных приборов.
Как работают модели черного тела?
В основе работы модели черного тела лежит закон излучения Планка. Устройство нагревает/охлаждает поверхность или полость до заданной температуры и излучает ИК‑энергию с высоким коэффициентом излучения (почти 1,0), то есть почти как идеальный излучатель.
Как это происходит:
- Поверхность или полость с высокой излучательной способностью нагревается/охлаждается до известной и стабильной температуры.
- На эту поверхность направляют ИК-датчики или тепловизионные приборы.
- Показания тестируемого прибора сравнивают с опорной температурой калибратора.
- Любое расхождение означает необходимость калибровки или регулировки проверяемого прибора.
Таким образом, модель черного тела обеспечивает прослеживаемую и повторяемую калибровку в лабораторных и промышленных условиях.
Виды моделей черных тел
В зависимости от применения и требуемой точности Pyrosens предлагает несколько типов:
Поверхностная (и широкопольная) модель черного тела
Оснащена плоской пластиной с высоким коэффициентом излучения, подходит для калибровки ИК-термометров с большим размером пятна измерения. Доступны специальные варианты с широкой полостью (до 500х500мм), которые подходят для тепловизионных камер.
Модель черного тела с полостью
Оснащена специальной полостью с высоким коэффициентом излучения, имитирующую идеальный излучатель — оптимальна для узконаправленных ИК-датчиков или высокоточных исследований. Полость может быть заменена в случае износаю
Портативная модель черного тела
Компактное переносное решение, которое применяется сервисными службами заводов и электростанций и др. предприятий
Все версии гарантируют высокую однородность, очнащены точными ПИД-контроллерами и обладают быстрой стабилизацией установленного температурного значения.
Ключевые характеристики при выборе прибора
При подборе модели черного тела эксперты Pyrosens рекомендуют обращать внимание на следующие параметры:
- Температурный диапазон. Выбирайте модели, охватывающие ваш рабочий диапазон (доступны модели в диапазоне от −40 °C до 3000 °C).
- Коэффициент излучения. Должен быть ≥ 0,95 для корректного ИК-отклика.
- Стабильность и однородность. Для высокоточной калибровки требуются стабильность и днородность < ±0,1 °C.
- Точность регулирования.Цифровые ПИД-контроллеры для быстрой стабилизации установленного значения
Ассортимент производства Pyrosens соответствует или превосходит эти требования; характеристики подтверждены в лабораторной и промышленной эксплуатации.
Применение
Сфера применения модели черного тела охватывает широкий спектр предприятий:
|
Отрасль |
применение |
|
Аэрокосмическая и оборонная |
Настройка датчиков и проверка тепловизоров |
|
Сталь и литейное производство |
Калибровка ИК-пирометров |
|
Электроэнергетика |
Бесконтактная проверка температур турбин и котлов |
|
Научно-исследовательские лаборатории |
Тепловой анализ материаловедческих образцов |
|
Электроника и полупроводники |
Анализ нагрева пластин (wafer) в ИК-диапазоне |
Там, где применяется модель черного тела, критически важна точная опорная величина — именно её и обеспечивают данные устройства.
Преимущества применения
- Прослеживаемая точность. Обеспечивает соответствие ИК-датчиков международным стандартам.
- Долговременная стабильность. Стабильный эталон, работающий в течение многих лет.
- Plug-and-Play. Не требует сложной настройки.
- Лабораторные/полевые условия эксплуатации. Доступны стационарные и переносные варианты.
- Точнная калибровка. уменьшает погрешность при критически важных температурных измерениях
Обслуживание и периодическая калибровка
Чтобы сохранять высокую точность модели черного тела необходимо:
- Каждый год проводить калибровку с сертифицированным эталонным пирометром;
- Периодически очищать полость, чтобы избежать температурного дрейфа (особенно актуально для моделей с полостью );
- Защищать от пыли, масел итд.
Pyrosens предлагает услуги повторной калибровки, сервис и годовые пакеты обслуживания для всех моделей чернных тел.
Как выбратьмодель черного тела под вашу задачу
|
Применение |
Рекомендуемый тип |
|
Полевая проверка термометров |
Портативный поверхностный калибратор |
|
Лабораторные испытания пирометров |
Модель черного тела с полостью |
|
Высокотемпературные процессы в сталелитейной промышленности |
Высокотемпературная модель (до 3000 °C) |
|
Широкопольная калибровка тепловизора |
Поверхностный калибратор с большой апертурой (до 500×500 мм) |
Не уверены в выборе? Специалисты компании ООО «Диагност» помогут подобрать оптимальный калибратор под ваш датчик.
Заключение
В мире бесконтактного измерения температуры точность начинается с калибровки. Модель черного тела — это не просто прибор: это эталон, который подтверждает, что каждое ваше ИК-измерение — реальное, надёжное и прослеживаемое.
