Для проведения калибровки высокотемпературных инфракрасных термометров требуется лаборатория, оснащённая высокопроизводительными источниками теплового излучения и высокоточным эталоном сравнения.

Калибровка любых инфракрасных термометров должна выполняться с использованием следующего оборудование.

• Источник теплового излучения (чёрное тело)
• Эталон сравнения
• Термометр для измерения температуры окружающей среды
• Монтажное устройство

Источник теплового излучения или чёрное тело представляет собой откалиброванный источник температуры, который излучает энергию, используемую для калибровки инфракрасного термометра. Мощность излучения зависит от температуры источника. Одним из основных критериев выбора источника излучения является размер области излучения. В основном это зависит от поля зрения инфракрасного термометра. Данные поля зрения инфракрасного термометра должна исходить от его производителя, либо определяться экспериментально.

Эталон сравнения используется для калибровки источника теплового излучения. Он должен калиброваться в более качественной лаборатории, которая имеет более высокие возможности измерения. Эталон сравнения может представлять собой контактный термометр (платиновый термометр сопротивления, термистор или термопара) или бесконтактный термометр (термометр излучения или пирометр). Эталон сравнения может быть установлен внутри лаборатории для калибровки инфракрасных термометров, либо внешне посредством лаборатории третьей стороны. Термометр температуры окружающей среды используется для контроля температуры внутри лаборатории. Это особенно важно, поскольку для некоторых инфракрасных термометров температура окружающей среды играет большую роль в определении неопределённости приборов, так как влияет на их эталонную температуру. Монтажное устройство удерживает инфракрасный термометр во время калибровки. Оно обеспечивает правильное измерительное расстояние и юстировку термометра во время калибровки. Это может быть штатив или зажим. Данное устройство должно использоваться для определения измерительного расстояния. Измерительное расстояние – это расстояние от источника излучения до инфракрасного термометра. Обычно для измерения расстояния используется рулетка или измерительная рейка.

Общая информация

Для выполнения точной калибровки требуется правильная настройка лаборатории с управляемой процедурой для соответствующих точек калибровки.

Настройка лаборатории

Для выполнения калибровки инфракрасного термометра с минимальными погрешностями и неопределённостями лабораторию нужно правильно настроить. Температура в лаборатории должна поддерживаться в соответствующих пределах, утверждённых аккредитующим органом. Значение температуры окружающей среды во время калибровки или пределы температуры в лаборатории должны быть указаны в отчёте о калибровке.

Это очень важно, поскольку эти данные дают заказчику представление об условиях, при которых калибровался инфракрасный термометр. После того как с помощью воздушных кондиционеров в лаборатории будет установлена соответствующая температура нужно правильно расположить источники калибровки и инфракрасный термометр. Правильное расположение оборудования в лаборатории играет важную роль. Одним из самых важных параметров является отражённая температура, которой необходимо уделять особое внимание во время выполнения калибровки при низких температурах или комнатной температуре. Для правильного учёта отражённой температуры следует помнить о следующих вещах. Во-первых, не ставьте источник тепла в направлении источника излучения. Во-вторых, убедитесь, что температура стен, на которые направлен источник излучения, равна температуре внутри лаборатории. Это особенно важно, если стена, на которую направлен источник излучения, является внешней стеной здания или окном на улицу. Нагретые стены могут стать причиной возникновения проблем, если их тепловое излучение будет определяться инфракрасным термометром. В-третьих, следует учитывать местоположение специалиста, выполняющего калибровку, поскольку он/она влияет на отражённую температуру. Для калибровок при температурах ниже 50?°C или при комнатной температуре можно использовать перегородку, например деревянную, для которой требуется место между техником и источником излучения. Внутри лаборатории необходимо контролировать потоки воздуха. Вблизи поверхности источника излучения сквозняков быть не должно. То есть, следите за тем, чтобы настройка источника излучения не выполнялась возле (или под) вентиляционных отверстий кондиционера и дверных проёмов.

Процедура калибровки

Перед началом калибровки дайте инфракрасному термометру время достичь внутренней температуры лаборатории, обычно 15 минут. То есть, после подключения электрических соединений, перед измерением он должен стабилизироваться в условиях лаборатории. Это особенно важно, если термометр был принесён с улицы. Убедитесь, что у техника есть полное руководство по эксплуатации инфракрасного термометра от производителя, в котором чётко объясняются принципы его работы. Любая чистка объектива должна выполняться с разрешения заказчика и согласно рекомендациями производителя термометра. В источнике излучения нужно установить нужную температуру калибровки и дать ей стабилизироваться.

Точки калибровки

Точки калибровки определяются в зависимости от пожеланий и требований заказчика. Если инфракрасный термометр используется в узком диапазоне температур, может быть достаточно одной точки калибровки. Для инфракрасного термометра, который используется в широком диапазоне температур, нужно использовать хотя бы три точки. Эти точки должны представлять собой, по крайней мере, минимальный, максимальный и средний диапазон рабочего диапазона инфракрасного термометра. Порядок точек калибровки можно выбирать произвольно. Однако, из-за такого явления как тепловой удар, лучше всего вначале выполнять калибровку точек более низкой температуры, а потом более высокой.

Выполнение калибровки

Следующие шаги нужно повторять для каждой точки калибровки. Источник излучения должен быть настроен на нужную температуру. Настройка коэффициента излучения инфракрасного термометра должна соответствовать калибруемому коэффициенту излучения источника. Некоторые инфракрасные термометры имеют фиксированный коэффициент излучения. В таких случаях можно выполнить математическую коррекцию. Далее необходимо установить инфракрасный термометр. Для этого вначале определите измерительное расстояние. Как только оно будет определено, инфракрасный термометр нужно установить на монтажном устройстве, которое обеспечивает это расстояние до источника излучения. Измерительное расстояние должно быть таким, чтобы размер измеряемого пятна инфракрасного термометра было меньше области излучения. Подробные характеристики поля зрения инфракрасного термометра можно посмотреть в руководстве по эксплуатации. Следующим этапом является юстировка инфракрасного термометра относительно центра поверхности калибратора. Это можно делать с помощью лазера термометра, либо любого другого визирного устройства, либо путём максимизации сигнала, двигая инфракрасный термометр вверх-вниз или в стороны. После окончания юстировки инфракрасный термометр должен быть направлен перпендикулярно поверхности калибратора. На этом этапе вся установка готова к выполнению измерения. Процедуру измерения нужно инициировать. Время измерения должно быть в 10 раз больше, чем время реакции инфракрасного термометра. Для портативных инфракрасных термометров измерения выполняются путём удержания триггера в нажатом положении на протяжении 5-10 секунд. Результирующее финальное показание температуры должно быть записано как показание температуры для калибровки. После выполнения настройки и стабилизации источника калибровки запись точки калибровки займёт несколько секунд. В зависимости от количества точек и температуры калибровка разных инфракрасных термометров занимает разное время.

Составление отчётов

Отчёт о калибровке – это инструмент взаимодействия между лабораторией и заказчиком. Отчёт следует выполнять в стандартизированной форме и должен отвечать требованиям аккредитующего органа вашей лаборатории. В отчёте должны быть указаны результаты калибровки. Лучше всего результаты отображаются в виде таблицы значений температуры источника по сравнению с показаниями инфракрасного термометра.

Отчёт должен содержать следующие данные:

• Название
• Однозначная идентификация калибруемого инфракрасного термометра
• Запись об исполнителе калибровки
• Дата калибровки
• Температура источника относительно показания температуры инфракрасного термометра
• Единство измерений образцового термометра
• Точки калибровки
• Шкала температур
• Измерительное расстояние
• Настройка коэффициента излучения инфракрасного термометра
• Диаметр источника излучения
• Температура и влажность окружающей среды
• Описание апертуры, включая расстояние до неё (если используется)
• Достоверность
• Погрешности измерения

Кроме того, в отчёте может указываться другая дополнительная информация, такая как: описание процедуры калибровки, список используемого эталонного оборудования и описание допустимой погрешности.