jjf1187熱像儀校準規(guī)范

1、jjf 1187-2008- 熱 像 儀 校 準 規(guī) 范 calibration specification for jjf 1187-2008 thermal imagers 本規(guī)范經(jīng)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局2008年1月31日批準，并自2008年4月30日起施行。 歸 口 單 位： 全國溫度計量技術(shù)委員會 主要起草單位：中國計量科學研究院 參加起草單位：廣州颯特電力紅外技術(shù)有限公司本規(guī)范由全國溫度計量技術(shù)委員會負責解釋本規(guī)范主要起草人： 柏成玉 （中國計量科學研究院） 邢 波 （中國計量科學研究院） 原遵東 （中國計量科學研究院） 參加起草人： 吳一岡 （廣州颯特電力紅外技術(shù)有限公司）目

2、錄1 范圍（1）2 引用文獻（1）3 術(shù)語和計量單位（1）3.1 術(shù)語（1）3.2 計量單位（1）4 概述（1）5 計量特性（1）5.1 外觀（1）5.2 顯示（2）5.3 示值誤差（2）5.4 測溫一致性（2）6 校準條件（2）6.1 環(huán)境條件（2）6.2 標準及其他設(shè)備（2）7 校準項目和校準方法（3）7.1 校準項目（3）7.2 校準方法（3）8 校準結(jié)果的表達（5）9 復校時間間隔（6）附錄a 熱像儀示值誤差校準不確定度評定（7）附錄b 校準結(jié)果記錄格式（9）附錄c 熱像儀校準證書數(shù)據(jù)頁格式（10）熱像儀校準規(guī)范1 范圍 本規(guī)范適用于具有溫度測量功能的熱像儀在-202000范圍內(nèi)的校準

3、。2 引用文獻 本規(guī)范引用下列文獻： jjf 1001-1998 通用計量術(shù)語及定義 jjg 1007-2007 溫度計量名詞術(shù)語及定義 gb/t 19870-2005 工業(yè)檢測型紅外熱像儀 jjf 1059-1999 測量不確定度評定與表示 使用本規(guī)范時，應(yīng)注意使用上述引用文獻的現(xiàn)行有效版本。3 術(shù)語和計量單位3.1 術(shù)語3.1.1 gb/t 19870-2005工業(yè)檢測型紅外熱像儀術(shù)語和定義適用于本規(guī)范。3.1.2 示值誤差 error of indication 熱像儀的示值誤差是熱像儀的溫度示值與被測黑體輻射源溫度的約定真值之間的差。3.2 計量單位 溫度單位為攝氏度()或開爾文(k)

4、4 概述 熱像儀可以將物體表面熱輻射轉(zhuǎn)換成可見圖像，并通過對發(fā)射率、反射率和透過率等因素進行修正，準確測量物體表面溫度和表面溫度分布。根據(jù)應(yīng)用方式，熱像儀可分為離線型和在線型；根據(jù)成像方式，熱像儀可分為光機掃描成像型和凝視型，根據(jù)探測器的工作溫度可分為制冷型和非制冷型。為準確測量物體表面溫度分布，通常熱像儀具有修正功能。修正因素一般包括被測物體發(fā)射率、目標距離、環(huán)境溫度、大氣環(huán)境對被測目標熱輻射衰減、環(huán)境熱輻射、光學及電測系統(tǒng)等。熱像儀一般具有多種熱圖像顯示模式，并具有被測物體熱圖象凍結(jié)、存儲、分析和視頻信號輸出等功能。5 計量特性5.1 外觀5.1.1 熱像儀的外殼、機械調(diào)節(jié)部件、外露光學元

5、件、按鍵、電器連接件等不應(yīng)有影響熱像儀校準的缺陷。5.1.2 熱像儀應(yīng)標有制造商(或商標)、型號、編號等標識。5.2 顯示熱像儀的顯示效果不應(yīng)有影響校準的缺陷。5.3 示值誤差 熱像儀的溫度示值誤差在校準實驗室條件下確定。5.4 測溫一致性 在熱像儀視場內(nèi)不同區(qū)域溫度測量結(jié)果的一致性，是熱像儀準確反映被測物體表面溫度分布的能力。6 校準條件6.1 環(huán)境條件6.1.1 校準實驗室環(huán)境溫度應(yīng)為(235)，濕度應(yīng)不大于85%rh(無結(jié)露)。6.1.2 校準實驗室環(huán)境條件應(yīng)滿足校準設(shè)備和被校熱像儀的使用環(huán)境條件要求。6.1.3 校準環(huán)境應(yīng)無強環(huán)境熱輻射。6.2 標準及其他設(shè)備6.2.1 標準器通常采用

6、鉑電阻溫度計、熱電偶(配相應(yīng)的電測設(shè)備)或輻射溫度計作為標準器測量黑體輻射源溫度。6.2.2 輻射源黑體輻射源的溫度范圍應(yīng)滿足被校熱像儀的校準要求。黑體輻射源技術(shù)要求參見表1。表1 輻射源技術(shù)要求輻射源種類用途溫度范圍空腔有效發(fā)射率（靶面有效發(fā)射率）溫度穩(wěn)定性腔式黑體輻射源示值誤差校準測溫一致性校準100以下(0.991.00)0.010.051001000(0.991.00)0.010.110002000(0.991.00)0.010.1%面輻射源測溫一致性校準100以下0.970.020.05黑體輻射源溫度通常采用接觸溫度計或輻射溫度計測量，如鉑電阻溫度計或熱電偶等（配相應(yīng)電測設(shè)備）。6.

7、2.3 顯示熱像儀測量結(jié)果的外接顯示器應(yīng)滿足被校熱像儀測量信號輸出指標要求(如被校熱像儀要求外接顯示器)6.2.4 熱像儀校準所需儀器支架。7 校準項目和校準方法7.1 校準項目7.1.1 外觀熱像儀的外殼、機械調(diào)節(jié)部件、外露光學元件、按鍵、電器連接件等不應(yīng)有影響熱像儀測量功能的缺陷。熱像儀應(yīng)標有制造商(或商標)、型號、編號等標識。7.1.2 顯示 熱像儀顯示效果不應(yīng)有影響正常使用的缺陷。7.1.3 示值誤差 在實驗室環(huán)境條件下進行熱像儀示值誤差校準。7.1.4 測溫一致性 熱像儀在實驗室環(huán)境溫、濕度條件下進行測溫一致性測試。7.2 校準方法7.2.1 外觀 手動、目視檢查，被校熱像儀外觀須滿

8、足7.1.1的要求。7.2.2 顯示 手動、目視檢查，被校熱像儀顯示器件須滿足7.1.2的要求。7.2.3 示值誤差7.2.3.1 校準溫度點選擇。校準溫度點的選擇為量程的上、下限及量程中間值。對于有多個量程的熱像儀，在量程重疊的溫度區(qū)域，應(yīng)選擇在不同量程分別校準。同時也可根據(jù)用戶要求設(shè)定校準溫度。7.2.3.2 根據(jù)熱像儀使用說明書要求清潔熱像儀光學外露元件。7.2.3.3 根據(jù)用戶要求安裝附加光學鏡頭或衰減片等光學元件。7.2.3.4 根據(jù)用戶要求或根據(jù)熱像儀的聚焦范圍要求、光學分辨力和黑體輻射源目標直徑確定測量距離。調(diào)整熱像儀位置，使熱像儀沿黑體輻射源的軸向方向瞄準被測黑體輻射源目標中心

9、，并且使被測目標清晰成像。7.2.3.5 根據(jù)熱像儀使用說明書要求，測量前將熱像儀預先開機一定時間(如被校熱像儀有要求)。7.2.3.6 根據(jù)熱像儀使用說明書要求，輸入量程和校準條件數(shù)據(jù)，如環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、測量距離參數(shù)。校準時，被校熱像儀發(fā)射率參數(shù)設(shè)置為1或等于黑體輻射源發(fā)射率。7.2.3.7 在進行示值誤差校準之前，應(yīng)完成熱像儀使用說明書要求的對測量結(jié)果有影響的其他操作，如清零等(如被校熱像儀有要求)。7.2.3.8 參考使用說明書將被校熱像儀置于點溫度測量模式，測量黑體輻射源目標中心溫度。在每一個校準溫度點，進行不少于4次測量。測量時，同時記錄黑體輻射源參考標準的測量值、被校熱像儀示值

10、和被校量熱像儀當前量程。采用以鉑電阻溫度計為標準器的黑體輻射源校準發(fā)射率設(shè)置為1的熱像儀的記錄格式見附錄表b。7.2.3.9 計算黑體輻射源輻射溫度平均值。式中：在第i個校準溫度點，標準器的第j個黑體輻射源溫度測量值； 在第i個校準溫度點的測量次數(shù)，。7.2.3.10 計算被校熱像儀示值平均值。 式中：在第i個校準溫度點被校熱像儀第j個示值； 在第i個校準溫度點的測量次數(shù)，。7.2.3.11 計算在該量程下，第i個校準溫度點，被校熱像儀示值誤差。 （i=1，2，n）7.2.4 測溫一致性7.2.4.1 根據(jù)熱像儀實際使用情況或根據(jù)用戶要求設(shè)定黑體輻射源溫度，通常為1007.2.4.2 根據(jù)熱像

11、儀使用說明書要求清潔熱像儀光學外露元件。7.2.4.3 根據(jù)用戶要求安裝附加光學鏡頭或衰減片。7.2.4.4 根據(jù)熱像儀使用說明書要求，測量前將熱像儀預先開機一定時間(如被校熱像儀有要求)。7.2.4.5 根據(jù)熱像儀使用說明書要求，輸入量程和校準條件數(shù)據(jù)，如環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、測量距離等參數(shù)。校準時，被測熱像儀發(fā)射率參數(shù)設(shè)置為1或等于輻射源發(fā)射率。7.2.4.6 根據(jù)用戶要求或根據(jù)熱像儀的聚焦范圍要求、光學分辨力和黑體輻射源目標直徑確定測試距離。調(diào)整熱像儀方位，使熱像儀光學系統(tǒng)光軸與沿黑體輻射源軸向方向重合（使用面輻射源進行校準時，應(yīng)使熱像儀光學系統(tǒng)光軸與經(jīng)過面輻射源中心的法線重合），并且使被

12、測目標清晰成像。在進行測溫一致性測試時，不允許使用熱像儀的數(shù)字變焦功能。7.2.4.7 在進行測溫一致性校準之前，應(yīng)完成熱像儀使用說明書要求的對測量結(jié)果有影響的其他操作，如清零等(如被校熱像儀有要求)。7.2.4.8 如圖1所示，將被校熱像儀顯示器畫面等分為9個區(qū)域，在9個區(qū)域的中心點分別標記。如用戶要求，可增加標記點。+1+2+3+4+5+6+7+8+9 圖1 測溫一致性實驗測溫點分布7.2.4.9 在實驗條件下，當黑體輻射源的尺寸不能完全覆蓋熱像儀視場時，采用方法一進行測溫一致性測試實驗；當黑體輻射源的尺寸能夠完全覆蓋熱像儀視場時，采用方法二進行測溫一致性測試實驗。方法一：使用腔式黑體輻射

13、源進行測溫一致性測試調(diào)整熱像儀或黑體輻射源位置，使黑體輻射源中心分別成像于標記點，使用熱像儀測量黑體輻射源中心溫度，記錄標記點示值和，測量順序如下： 5i5（i=1，2，9，i5）。方法二：使用面輻射源進行測溫一致性測試。 調(diào)整熱像儀或黑體輻射源位置，使面輻射源清晰成像，將熱像儀發(fā)射率參數(shù)設(shè)置為面輻射源發(fā)射率，分別測量并記錄標記點溫度和，測量順序如下： 5i5（i=1，2，9，i5）。7.2.4.10 計算被校熱像儀測溫一致性的值。 （i=1，2，9，i5）式中：在第i個標記點，被校熱像儀示值的平均值。8 校準結(jié)果的表達校準結(jié)果應(yīng)在校準證書或校準報告上反映。校準結(jié)果中應(yīng)注明對測量結(jié)果有影響的被

14、校熱像儀參數(shù)設(shè)置，包括濾光片、鏡頭、測量距離等。對于示值誤差校準，在校準結(jié)果中應(yīng)注明校準溫度點、被校熱像儀測量值、量程和校準不確定度。對測溫一致性校準，在校準結(jié)果中應(yīng)注明校準溫度點、測溫一致性的值、標記點分布條件和量程。校準證書數(shù)據(jù)頁格式見附錄c。除上述校準結(jié)果信息，校準結(jié)果校準證書或報告還應(yīng)包含（但不限于）以下信息：a） 標題，如“校準證書”或“校準報告”；b） 實驗室名稱和地址；c） 進行校準的地點（如不在實驗室內(nèi)進行校準）；d） 證書或報告的唯一性標識（如證書編號），頁碼及總頁數(shù)的標識；e） 送校單位的名稱和地址；f） 被校對象的描述和明確標識；g） 進行校準的日期，如果與校準結(jié)果的有效

15、性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)說明被校對象的接受日期；h） 如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對抽樣程序進行說明；i） 校準所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標識，包括名稱及代號；j） 本次校準所用測量標準的溯源性說明；k） 校準環(huán)境的描述；l） 校準結(jié)果及其測量不確定度的說明；m） 校準證書或報告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標識，以及簽發(fā)日期；n） 校準結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；o） 未經(jīng)實驗室書面批準，不得部分復制校準證書或報告的聲明。9 復校時間間隔 復校時間間隔由用戶根據(jù)使用情況確定，建議為1年，使用特別頻繁時應(yīng)適當縮短。附錄a 熱像儀示值誤差校準不確定度評定a.1 熱像儀示值誤差校準不確定度分析a.1.1 校

16、準的數(shù)學模型熱像儀示值誤差的校準采用腔式黑體輻射源進行。熱像儀示值誤差校準的數(shù)學模型為 （i=1，2，n） （a.1）式中：第i個校準溫度點，被校熱像儀的示值誤差； 第i個校準溫度點，被校熱像儀示值； 黑體溫度。a.1.2 校準不確定度評定對熱像儀校準結(jié)果不確定度有影響的輸入量為被校熱像儀示值和黑體輻射溫度。這兩個輸入量彼此獨立，熱像儀示值誤差合成標準不確定度為 （a.2）式中：由輸入量引入的標準不確定度分量； 由輸入量引入的標準不確定度分量； 由測量數(shù)學模型確定的輸入量的靈敏系數(shù)，根據(jù)式（a.1）得 由測量數(shù)學模型確定的輸入量的靈敏系數(shù)，根據(jù)式（a.1）得 輸入量的標準不確定度； 輸入量的標

17、準不確定度。a.2 熱像儀示值誤差校準不確定度評定實例以使用腔式熱管黑體輻射源校準熱像儀為例，實驗條件如下：環(huán)境溫度：25 校準溫度：100黑體輻射源：在校準溫度點，空腔有效發(fā)射率為0.99850.0015，控溫穩(wěn)定性為0.1/10min。a.2.1 各輸入量標準不確定度評定a.2.1.1 輸入量的標準不確定度評定黑體輻射源控溫不穩(wěn)定引起的標準不確定度分量黑體輻射源控溫穩(wěn)定性為0.1/10min，以均勻分布評定，。黑體輻射源發(fā)射率修正引起的標準不確定度分量在100，黑體輻射源發(fā)射率為0.998 50.001 5，以0.998 5為參考值對被校熱像儀的示值受輻射源發(fā)射率偏離1影響進行修正，輻射源發(fā)射率的不確定度0.0015引起的黑體輻射源輻射溫度不確定度為0.1，以均勻分布評定，黑體輻射源發(fā)射率修正引起的標準不確定度分量。參考標準傳遞引入的不確定度分量根據(jù)檢定證書，精密鉑電阻溫度計引入的標準不確定度分量。電測設(shè)備引入的標準不確定度分量采用數(shù)字多用表、標準電阻和低熱電式四線制轉(zhuǎn)換開關(guān)測量標準溫度計電阻，以kerthley2000為例，電測設(shè)備引入的標準不確定度分量。輻射源靶面溫度與標準器測量點之間溫差引起的不確定度分量輻射源靶面溫度與標準器測量點之間的溫差由輻射源溫場特性決定，輻射源靶面溫度與標準器測量點之間的最大溫差為0.05，以均勻分布