- Other Fluke companies:
- Fluke
- Fluke Biomedical
- Fluke Networks
- Fluke Process Instruments
적외선 온도계 교정 - 통합 가이드
적절한 설정과 계획을 한다면 적외선 온도계 교정이 정확할 수 있습니다. 적외선 온도계 교정을 정확히 수행하려면 아래에 설명된 단계를 따라야 합니다. 여기에 제시된 정보의 대부분은 ASTM E2847, "광대역 적외선 온도계의 교정 및 정확도 검증을 위한 표준 사례"에 포함되어 있습니다.
불확도 요인
적외선 온도계 교정에 크게 영향을 주는 불확도 요인에는 몇 가지가 있습니다. 이러한 요인은 아래에 요약되어 있습니다.
- 교정원의 방사율 추정
- 적외선 온도계의 시야
- 방사원의 온도 구배
- 적외선 온도계의 부적절한 정렬
- 방사원의 교정 온도
- 주변 온도
- 반사 온도
필수 교정 장비
다음 장비는 적외선 온도계 교정에 반드시 필요합니다.
- 방사 열원
- 전송 표준기
- 주변 온도계
- 장착 장치
- 거리 측정 장치
방사 열원은 방사를 제공하는 교정된 열원입니다. 방사 강도는 소스의 온도에 따라 다릅니다. 이 방사열은 적외선 온도계가 온도를 결정하는 데 사용합니다.
방사원을 선택할 때 주요 관심사 중 하나는 크기를 결정하는 것 입니다. 이러한 우려는 대부분 적외선 온도계의 시야 때문입니다. Fluke Calibration 적외선 온도계의 경우 방사원 크기가 직경 5인치(125 mm)이면 어느 모델이든 충분합니다. 다른 제조업체 모델의 경우, 이 정보는 적외선 온도계 제조업체에서 제공하거나 실험을 통해 결정해야 합니다.
전송 표준기는 방사 열원을 교정하는 데 사용됩니다. 전송 표준기는 국립계측연구소를 통해 BIPM으로 소급할 수 있어야 합니다. 전송 표준기는 접촉식 온도계(PRT, 서미스터 또는 열전대) 또는 비접촉식 온도계(방사 온도계)일 수 있습니다. 전송 표준기는 적외선 온도계 교정을 수행하는 실험실 내부에서 구현될 수도 있고 실험실 외부의 제3자 실험실을 이용하여 구현될 수도 있습니다.
주변 온도계는 실험실 내부 온도를 모니터링하는 데 사용됩니다. 이 온도계는 특히 중요합니다. 일부 적외선 온도계의 경우 주변 온도가 적외선 온도계의 기준 온도에 영향을 주므로 주변 온도가 불확도에서 큰 역할을 하기 때문입니다.
장착 장치는 교정 중에 적외선 온도계를 고정합니다. 장착 장치는 교정 중에 적외선 온도계의 측정 거리와 정렬을 유지합니다. 장착 장치는 삼각대, 고정 장치 또는 손을 이용할 수 있습니다.
측정 거리를 결정하기 위해서는 장치를 사용해야 합니다. 측정 거리는 방사원에서 적외선 온도계까지의 거리입니다. 거리 측정 장치는 보통 줄자 또는 측정 막대를 씁니다.
비필수 장비
교정 중인 적외선 온도계와 교정 온도에 따라 추가 장비가 필요할 수 있습니다. 일부 적외선 온도계는 조리개로 교정해야 합니다. 이 경우 조리개 크기와 측정 거리를 교정 보고서에 명시해야 합니다. 이슬점 또는 서리점 미만의 교정 지점이 있으면 교정기 표면에 얼음이나 습기가 쌓이지 않도록 준비해야 합니다. 이를 위해 건식 가스 정화기를 사용할 수 있습니다. 이 경우 정화 가스는 건조 공기, 질소 또는 아르곤일 수 있습니다.
소급성 방식
소급성 방식은 두 가지로서 방식 I과 방식 II가 있습니다. 두 가지 방식은 교정원의 실제 온도 결정 방식에 따라 구분됩니다. 방식 I에서 실제 온도는 접촉식 온도계로 결정합니다. 방식 II에서 소스의 실제 온도는 복사 온도계로 결정합니다. 방식 I이 사용하기에 가장 좋은 방법인 것 같지만 실제로는 그렇지 않습니다. 방식 I을 사용할 때는 보통 발생하는 두 가지 큰 불확도는 방사율 불확도와 소스 열교환 불확도입니다. 이러한 오류로 인하여 방식 II가 사용됩니다. 4180 및 4181 정밀 적외선 교정기는 공장 출하 시 방식 II 교정으로 제공됩니다.
실험실 설정
불확도를 최소화하고 오차를 최소화하면서 적외선 온도계 교정을 수행하려면 적절한 실험실 설정을 준수해야 합니다.
실험실의 온도는 합리적인 한도 내로 유지되어야 합니다. 교정 중 주변 온도 또는 실험실의 온도 한계는 교정 보고서에 명시되어야 합니다. 이는 적외선 온도계의 교정 환경에 대한 고객 정보를 제공하기 때문에 중요합니다.
실험실 내 장비 배치는 매우 중요합니다. 가장 큰 문제 중 하나는 반사 온도입니다. 이는 특히 낮은 온도에서 교정을 수행할 때 문제가 됩니다. 반사 온도를 적절히 처리하려면 다음과 같은 규정이 있어야 합니다. 첫째, 실험실에서 열원이 방사원을 향하도록 배치하지 마십시오. 둘째, 방사원을 향하는 벽의 온도가 실험실 온도인지 확인하십시오. 방사원을 향하는 벽이 외벽이거나 외부 창인 경우 특히 문제가 됩니다. 셋째, 교정을 수행하는 기술자도 반사 온도에 영향을 미치기 때문에 그 위치를 고려해야 합니다. 50°C 미만의 온도에서 교정하려면 기술자와 방사원 사이에 칸막이를 설치해야 할 수도 있습니다(그림 7 참조).
실험실 설정의 또 다른 관심사는 주변 공기 흐름입니다. 어떤 경우에도 강제 공기가 방사원 표면 근처에 있어서는 안 됩니다. 즉, HVAC 통풍구 및 출입구 근처(또는 아래)에 방사원을 설치하지 않도록 주의해야 합니다.
실험실 설정의 올바른 예와 잘못된 예가 그림 6에 나와 있습니다.
교정 절차
준비
교정 전에 적외선 온도계가 실험실 온도에 도달할 수 있도록 충분한 시간(일반적으로 15분)을 주어야 합니다. 이것은 외부에서 온도계를 가져올 때 특히 중요한 고려 사항입니다.
대부분의 교정에서는 적외선 온도계 렌즈를 청소하지 않는 것이 좋습니다. 렌즈 청소는 고객의 허가와 적외선 온도계 제조업체의 권고사항에 따라 수행해야 합니다.
방사원은 원하는 교정 온도로 설정하고 안정화해야 합니다. 건식 가스 정화기로 교정을 수행해야 하는 경우 방사원은 안정화되기 전에 정화 설정을 해야 합니다.
교정 지점
고객은 사용될 교정 지점을 결정해야 합니다. 이 결정은 고객의 욕구와 필요를 기반으로 해야 합니다. 고객이 자신이 원하는 교정 지점을 모르는 경우 교정 시험기관에서 조언을 제공해 줄 수 있습니다. 적외선 온도계를 좁은 온도 범위에서 사용하는 경우 하나의 교정 지점으로 충분할 수 있습니다. 광범위한 온도에서 사용되는 적외선 온도계의 경우 최소 세 지점을 적용해야 합니다. 이러한 지점은 적외선 온도계 사용 범위의 최소, 최대 및 중간 범위를 나타내야 합니다.
교정 지점의 순서는 임의의 방식으로 선택할 수 있습니다. 그러나 열충격 현상을 고려하여 낮은 온도 교정 지점을 먼저 수행하고 높은 교정 지점을 마지막으로 수행하는 것이 가장 좋습니다.
절차
각 교정 지점에 대해 다음 단계를 반복해야 합니다.
적외선 온도계에 반사 온도 설정이 있는 경우 이것을 방사원의 반사 온도로 설정해야 합니다. 반사 온도 설정을 배경 온도라고 할 수 있습니다. 플루크 적외선 온도계에는 반사 온도 설정이 없다는 점에 주의해야 합니다.
적외선 온도계의 방사율 설정은 소스의 교정된 방사율과 동일해야 합니다. 일부 적외선 온도계는 방사율이 고정되어 있습니다. 이러한 경우 수학적 보정을 할 수 있습니다. 플루크 4180 또는 4181을 사용하는 경우 기기에서 이 보정을 자동으로 수행할 수 있습니다.
다음 단계는 적외선 온도계를 정렬하는 것입니다. 이렇게 하려면 먼저 측정 거리를 설정하십시오. 플루크 적외선 온도계의 경우 측정 거리는 평판 표면에서 적외선 온도계의 전면 하우징까지로 설정됩니다. Fluke Calibration 4180 및 4181은 교정기 표면을 만질 필요가 없도록 측정 지점을 제공합니다. 디스플레이 패널 상단의 오목한 부분은 교정기 표면에서 1 mm 이내에 있습니다. 그림 8과 같이 이 지점에서 측정을 수행해야 합니다. 거리가 설정되면 적외선 온도계가 교정기 표면의 중앙에 있어야 합니다. 이렇게 하려면 적외선 온도계와 함께 제공된 레이저를 사용하거나 그림 9와 같이 적외선 온도계를 위아래와 양옆으로 움직여 신호를 최대화합니다. 정렬이 완료되면 적외선 온도계에서 교정기 표면까지의 선이 법선(수직)에서 5도를 넘지 않아야 합니다.
이제 측정할 준비가 되었습니다. 측정을 시작해야 합니다. 측정 시간은 적외선 온도계의 응답 시간보다 10배 길어야 하는데, 플루크 적외선 온도계의 경우 보통 5초입니다. 플루크 적외선 온도계로 측정하려면 트리거를 5초 동안 누릅니다. 최종 판독 온도 결과는 교정용 판독 온도로 기록해야 합니다.
이 방법의 복잡하게 들리는 특성에도 불구하고 실제 절차는 매우 간단합니다. 교정 기술자는 한 번 측정 시 15초를 넘지 않아야 합니다.
불확도 분석
모든 교정에는 불확도 분석이 필요합니다. 이러한 유형의 분석은 이 글의 범위를 벗어납니다. 적외선 온도계 교정의 불확도 분석에 대한 자세한 내용은 ASTM E2847, "광대역 적외선 온도계의 교정 및 정확도 검증을 위한 표준 사례"를 참조하십시오. 불확도 예산의 예는 표 1에 나와 있습니다.
불확도 | 지정 | 유형 | U(100°C) (°C) | |
---|---|---|---|---|
소스 | 교정 온도 | U1 | B | 0.268 |
소스 방사율 | U2 | B | 0.128 | |
반사된 주변 방사 | U3 | S | 0.031 | |
소스 열 교환 | U4 | B | 0.012 | |
주변 조건 | U5 | B | 0.001 | |
소스 균일성 | U6 | A | 0.163 | |
적외선 온도계 | 소스 크기 효과 | U7 | B | 0.019 |
주변 온도 | U8 | A | 0.050 | |
대기 흡수 | U9 | B | 0.020 | |
잡음 | U10 | A | 0.100 | |
디스플레이 분해능 | U11 | A | 0.058 | |
합성 확장불확도(k=2) | 0.364 |
결과 보고
교정 보고서는 귀하와 귀하의 고객을 위한 커뮤니케이션 도구입니다. 보고서는 표준화된 형식이어야 하며 시험기관 인정기구의 요구 사항을 충족해야 합니다. 교정 결과는 보고해야 합니다. 가장 좋은 표현 방식은 소스 온도 대 적외선 온도계 판독값의 표입니다. PASS/FAIL 표시도 이 표에서 확인할 수 있습니다. 보고서에는 다음 항목을 포함해야 합니다.
- 제목
- 교정된 적외선 온도계의 고유 식별 번호
- 교정을 수행한 사람의 기록
- 교정 날짜
- 소스 온도 대 적외선 온도계 판독 온도
- 측정 거리
- 적외선 온도계의 방사율 설정
- 소스의 지름
- 주변 온도
- 조리개 거리를 포함한 조리개 설명(사용된 경우)
- 측정불확도
보고서에 포함될 수 있는 기타 추가 정보는 교정 절차에 대한 설명, 사용된 기준 기기 목록, 교정 소급성 및 불확도 예산에 대한 설명 등입니다.
추가 학습 자료
적외선 온도계 교정법 주문형 웨비나
계측 101: 적외선 온도계 교정 응용 지침서
적외선 온도 교정 101 응용 지침서
적외선 온도계 불확도 예산 편성 방법 주문형 웨비나
관련 제품
- Home
- Products
- New Products
- Electrical Calibration
- RF Calibration
- Data Acquisition and Test Equipment
- Temperature Calibration
- Humidity Calibration
- Pressure Calibration
- Flow Calibration
- Process Calibration Tools
- Calibration Software
- Service and Support
- All Calibration Instruments
- Handheld Test Tools
- Purchase Info
- News
- Training and Events
- Literature and Education
- Service and Support
- About Us