Metoda radiacyjnego pomiaru temperatury z kompensacją wpływu promieniowania słonecznego

• Autorzy: Madura H. , Piątkowski T. , Kastek M. , Kołodziejczyk M.

Warianty tytułu

EN

Method for compensation of influence of sun radiation on radiative temperature measurements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bezkontaktowe pomiary temperatury obiektu w zakresie podczerwieni, prowadzone w warunkach zewnętrznych, mogą być obarczone znacznymi błędami. Błąd pomiaru temperatury może być bardzo duży dla przypadku, gdy promieniowanie słoneczne po odbiciu od obiektu propaguje się wzdłuż osi optycznej przyrządu pomiarowego (kamery termowizyjnej, pirometru). Strumienie odbitego od obiektu promieniowania słonecznego oraz promieniowania własnego obiektu sumują się i odczytana wartość temperatury jest zawyżona. W pracy przedstawiono wyniki teoretycznej oceny błędów pomiaru temperatury i porównano je z wynikami uzyskanymi na drodze eksperymentalnej. Obliczenia i pomiary wykonano w zakresie widmowym 7,5-13 μm dla obiektów o różnej emisyjności.

EN

Outdoor remote temperature measurements in the infrared range can be very inaccurate because of the influence of solar radiation reflected from a measured object. In a case of strong directional reflection towards a measuring device, the error rate can easily reach hundreds percent as the reflected signal adds to the thermal emission of an object. As a result, the measured temperature is much higher than the real one. Error rate depends mainly on the emissivity of an object and intensity of solar radiation. The position of a measuring device with reference to an object and the Sun is also important. The method for compensation of such undesirable influence of solar radiation is presented, based on simultaneous measurements in two different spectral bands, short and long-wave ones. The temperature of an object is derived from long-wave data only, whereas short-wave band, the corrective one, is used to estimate the solar radiation level. Both bands were selected to achieve proportional changes of output signal due to solar radiation. Knowing the relation between emissivity and solar radiation levels in both spectral bands it is possible to significantly reduce a measurement error.

Słowa kluczowe

PL

pirometr bezkontaktowy; pomiar temperatury

EN

intensity of solar radiation; emissivity; pyrometers; thermography; radiometric temperature measurements

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 58, nr 2
• Strony: 157--173
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Madura H.

autor

Piątkowski T.

autor

Kastek M.

autor

Kołodziejczyk M.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] H. Madura, M. Kołodziejczyk, Influence of sun radiation on results of non-contact temperature measurements in far infrared range, Opto-Electronics Review, vol. 13, 3, 2005, 253-257.
• [2] H. Madura, M. Kastek, T. Piątkowski, Automatic compensation of emissivity in three-wavelength pyrometers, Infrared Physics and Technology, vol. 51, 1, 2007, 1-8.
• [3] H. Madura, T. Piątkowski, Emissivity compensation algorithms in double-band pyrometry, Infrared Physics and Technology, vol. 46, 1-2 SPEC. ISS., 2004, 185-189.
• [4] Z. Bielecki, K. Chrzanowski, R. Matyszkiel, T. Piątkowski, M. Szulim, Infrared pyrometer for temperature measurement of objects of both wavelength and time - dependent emissivity, Optica Applicata vol., 29, 3, 1999, 284-292.
• [5] H. Madura, T. Piątkowski, E. Powiada, Multispectral precise pyrometer for measurement of seawater surface temperature, Infrared Physics & Technology, vol. 46, 2004, 69-73.
• [6] M. J. Riedl, Optical Design, Fundamentals for Infrared Systems, SPIE Press, Bellingham, Washington, 2001.
• [7] G. C. Holst, Testing and Evaluation of Infrared Imaging Systems, SPIE Press, Bellingham, Washington, 1998.
• [8] R. Dulski, H. Madura, T. Niedziela, Z. Sikorski, Theoretical model of thermodetection system, Optica Applicata, vol. 30, 2-3, 2000, 451-453.
• [9] J. G. Zissis, The Infrared & Electro-Optical Systems Handbook, vol. 1, Sources of Radiation, SPIE Press, Belinggham, 1993.
• [10] S. K. Nayar, K. Ikeuchi, T. Kanade, Determining shape and reflectance of lambertian, specular, and hybrid surfaces using extended sources, International Workshop on industrial application of Machine Intelligence and Vision (MIV-89), Tokyo, 1989.
• [11] ThermaCAMTM Researcher, User's Manual, FLIR Systems.