不確定性來源

有多種不確定性因素會極大地影響紅外溫度計的校準。這些來源總結如下:

輻射源發(fā)射率估算

測溫儀的視場

輻射源上的溫度變化梯度

測量準直

輻射源的校準溫度

環(huán)境溫度

反射溫度

必備校準設備：

任何紅外溫度計校準都必須使用以下設備。

熱輻射源

轉移標準

環(huán)境溫度溫度計

安裝裝置

測距裝置

熱輻射源是提供輻射的校準溫度源。輻射強度取決于光源溫度。紅外線溫度計通過接受的輻射來確定目標物體溫度。

輻射源的大小是一個首當其沖的問題。關注是紅外測溫儀的視場。對于Fluke Calibration紅外溫度計，對于所有型號，直徑均為5英寸(125毫米)的光源就足夠了。對于其他制造商的型號，此信息應來自紅外溫度計制造商或通過實驗確定。

傳輸標準用于校準熱輻射源。傳輸標準必須可通過國家計量機構追溯到BIPM。傳輸標準可以是接觸式溫度計(PRT，熱敏電阻或熱電偶)或非接觸式溫度計(輻射溫度計)。轉移標準可以在執(zhí)行紅外溫度計校準的實驗室內部設備，也可以使用紅外溫度計校準的實驗室外部的第三方實驗室設備。

環(huán)境溫度溫度計用于檢測實驗室內部的環(huán)境溫度。這一點特別重要，因為對于某些紅外溫度計，環(huán)境溫度在不確定性中起著重要作用，因為環(huán)境溫度會影響紅外溫度計的參考溫度。

在校準過程中，安裝設備可固定紅外溫度計。在校準過程中，安裝設備可保持紅外溫度計的測量距離和對齊方式。安裝設備可以是三腳架，固定裝置或手。

應使用工具確定測量距離。測量距離是從輻射源到紅外溫度計的垂直距離。距離測量工具通常將是卷尺或測量桿。

非必備性設備

根據(jù)要校準的紅外溫度計和校準溫度，可能需要其他設備。一些紅外測溫儀將需要校準一個孔徑。在這種情況下，應在校準報告中注明孔徑大小和測量距離。如果校準點低于露點或霜點，則應采取措施防止霜或濕氣在校準器表面積聚。這可以通過使用干氣吹掃來完成。在這種情況下，吹掃氣體可以是干燥的空氣，氮氣或氬氣。

露點/露點溫度Td，在空氣中水汽含量不變， 保持氣壓一定的情況下， 使空氣冷卻達到飽和時的溫度稱露點溫度，簡稱露點，單位用℃或℉表示

霜點也稱露點，指空氣等壓冷卻到0℃以下， 使空氣中的水汽[對冰面]達到飽和時的溫度，也指水蒸氣凝華成霜的溫度。

可追溯的歷史方案

有兩種可追溯性方案，方案I和方案II。通過確定校準源的真實溫度的方式對這兩種方案進行分類。在方案I中，真實溫度通過接觸測溫法確定。在方案II中，源的真實溫度通過輻射測溫法確定。方案I似乎是最好的使用方法。但是，事實并非如此。使用方案I時通常會出現(xiàn)兩個不確定性：發(fā)射率不確定性和源熱交換不確定性。使用方案II可以解決這些錯誤。4180和4181精密紅外校準器出廠時已進行Scheme II校準。

實驗環(huán)境配置

為了以最小的不確定性和最小的誤差執(zhí)行紅外溫度計校準，應注意正確的實驗室設置。

實驗室溫度應保持在合理范圍內。校準報告中應標明校準過程中的環(huán)境溫度或實驗室的溫度極限。這很重要，因為它為客戶提供了校準紅外溫度計的環(huán)境信息。

設備在實驗室中的位置至關重要。最大的擔憂之一是反射溫度。在較低溫度下進行校準時，這尤其值得關注。為了正確考慮反射溫度，應制定以下規(guī)定。首先，切勿建立實驗室，以使熱源面對輻射源。其次，確保面對輻射源的墻壁的溫度是實驗室的溫度。如果面對輻射源的壁是外壁或外窗，這尤其令人擔憂。第三，應該考慮執(zhí)行校準的技術人員的位置，因為他/她會影響反射溫度。對于低于50°C的溫度進行校準，

實驗室設置中的另一個問題是環(huán)境空氣對流。在任何情況下都不得在輻射源表面附近有任何強制空氣。這意味著應注意不要在任何HVAC通風口和門口附近(或下方)設置輻射源。

正確和不正確的實驗室設置示例如圖6所示。

校準流程

制備

校準前，應讓紅外溫度計有足夠的時間達到實驗室溫度，通常為15分鐘。從外面帶入溫度計時，這是一個特別重要的考慮因素。

對于大多數(shù)校準，不建議清潔紅外溫度計的透鏡。進行的所有鏡頭清潔均應在客戶許可下并根據(jù)紅外測溫儀的制造商的建議進行。

輻射源應設置為所需的校準溫度，并應使其穩(wěn)定。如果要使用干氣吹掃進行校準，則應在輻射源穩(wěn)定之前進行吹掃。

校準點

客戶應確定所使用的校準點。它們應基于客戶的需求。如果客戶不知道他/她想要什么校準點，則校準實驗室可以提供建議。如果在狹窄的溫度范圍內使用紅外測溫儀，一個校準點可能就足夠了。對于在較大溫度范圍內使用的紅外溫度計，應至少使用三個點。這些點至少應代表紅外測溫儀使用范圍的最小，最大和中間范圍。

可以以任意方式選擇校準點的順序。但是，由于熱沖擊現(xiàn)象，最佳做法是先執(zhí)行較低的溫度校準點，然后再執(zhí)行較高的校準點。

流程

對于每個校準點，應重復以下步驟。

如果紅外測溫儀具有反射溫度設置，則應將其設置為輻射源的反射溫度。反射溫度設置可以稱為背景溫度。應該注意的是Fluke紅外測溫儀沒有反射溫度設置。

紅外測溫儀的發(fā)射率設置應與光源的校準發(fā)射率相同。一些紅外溫度計具有固定的發(fā)射率。在這些情況下，可以進行數(shù)學校正。如果使用Fluke 4180或4181，則儀器可以自動進行此校正。

下一步是對準紅外溫度計。

首先設置測量距離。對于Fluke紅外測溫儀，測量距離設置為從平板表面到紅外測溫儀的前殼體。Fluke Calibration 4180和4181提供了一個測量點，因此不必觸摸校準器表面。顯示面板頂部的凹入部分距校準器表面1毫米以內。從這一點開始進行測量，如圖8所示。一旦設定了距離，紅外測溫儀應位于校準器表面的中心。這可以通過使用紅外溫度計附帶的激光器來完成，或者通過如圖9所示上下左右移動紅外溫度計來最大化信號。

此時，可以進行測量了。應該開始測量。測量時間應比紅外溫度計的響應時間長十倍，對于Fluke紅外溫度計通常為五秒。對于Fluke紅外溫度計，通過按住扳機五秒鐘來進行測量。最終的最終讀出溫度應記錄為校準的讀出溫度。

盡管此方法聽起來很復雜，但該過程實際上非常簡單。對于一項測量，校準技術人員應花費不超過15秒的時間。

不確定度分析

進行任何校準都必須進行不確定性分析。此類分析超出了本文檔的范圍。要全面了解紅外溫度計校準的不確定性分析，請查閱ASTM E2847，“寬帶紅外溫度計的校準和準確性驗證的標準做法”。表1列出了不確定性預算示例。

報告結果

校準報告是您和您的客戶的交流工具。該報告應采用標準格式，并符合實驗室認可機構的要求。校準結果應報告。最好用源溫度與紅外溫度計讀數(shù)值的表來表示。此表中也可能會顯示“通過/失敗”的指示。該報告應包括以下各項：