jjf1187熱像儀校準(zhǔn)規(guī)范

1、 熱 像 儀 校 準(zhǔn) 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(yàn)檢疫總局2008年1月31日批準(zhǔn)，并自2008年4月30日起施行。 歸 口 單 位： 全國溫度計(jì)量技術(shù)委員會(huì) 主要起草單位：中國計(jì)量科學(xué)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(jì)量技術(shù)委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋本規(guī)范主要起草人： 柏成玉 （中國計(jì)量科學(xué)研究院） 邢 波 （中國計(jì)量科學(xué)研究院） 原遵東 （中國計(jì)量科學(xué)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 錄1 范圍（1）2 引用文獻(xiàn)

2、（1）3 術(shù)語和計(jì)量單位（1）3.1 術(shù)語（1）3.2 計(jì)量單位（1）4 概述（1）5 計(jì)量特性（1）5.1 外觀（1）5.2 顯示（2）5.3 示值誤差（2）5.4 測(cè)溫一致性（2）6 校準(zhǔn)條件（2）6.1 環(huán)境條件（2）6.2 標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備（2）7 校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法（3）7.1 校準(zhǔn)項(xiàng)目（3）7.2 校準(zhǔn)方法（3）8 校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)（5）9 復(fù)校時(shí)間間隔（6）附錄a 熱像儀示值誤差校準(zhǔn)不確定度評(píng)定（7）附錄b 校準(zhǔn)結(jié)果記錄格式（9）附錄c 熱像儀校準(zhǔn)證書數(shù)據(jù)頁格式（10）熱像儀校準(zhǔn)規(guī)范1 范圍 本規(guī)范適用于具有溫度測(cè)量功能的熱像儀在-202000范圍內(nèi)的校準(zhǔn)。2 引用文獻(xiàn) 本規(guī)范引用下

3、列文獻(xiàn)： jjf 1001-1998 通用計(jì)量術(shù)語及定義 jjg 1007-2007 溫度計(jì)量名詞術(shù)語及定義 gb/t 19870-2005 工業(yè)檢測(cè)型紅外熱像儀 jjf 1059-1999 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示 使用本規(guī)范時(shí)，應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。3 術(shù)語和計(jì)量單位3.1 術(shù)語3.1.1 gb/t 19870-2005工業(yè)檢測(cè)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(cè)黑體輻射源溫度的約定真值之間的差。3.2 計(jì)量單位 溫度單位為攝氏度()或開爾文(k)4 概述 熱像儀可以將物體表

4、面熱輻射轉(zhuǎn)換成可見圖像，并通過對(duì)發(fā)射率、反射率和透過率等因素進(jìn)行修正，準(zhǔn)確測(cè)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(jī)掃描成像型和凝視型，根據(jù)探測(cè)器的工作溫度可分為制冷型和非制冷型。為準(zhǔn)確測(cè)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(cè)物體發(fā)射率、目標(biāo)距離、環(huán)境溫度、大氣環(huán)境對(duì)被測(cè)目標(biāo)熱輻射衰減、環(huán)境熱輻射、光學(xué)及電測(cè)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(cè)物體熱圖象凍結(jié)、存儲(chǔ)、分析和視頻信號(hào)輸出等功能。5 計(jì)量特性5.1 外觀5.1.1 熱像儀的外殼、機(jī)械調(diào)節(jié)部件、外露光學(xué)元件、按鍵、電器連接件等不應(yīng)有

5、影響熱像儀校準(zhǔn)的缺陷。5.1.2 熱像儀應(yīng)標(biāo)有制造商(或商標(biāo))、型號(hào)、編號(hào)等標(biāo)識(shí)。5.2 顯示熱像儀的顯示效果不應(yīng)有影響校準(zhǔn)的缺陷。5.3 示值誤差 熱像儀的溫度示值誤差在校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室條件下確定。5.4 測(cè)溫一致性 在熱像儀視場(chǎng)內(nèi)不同區(qū)域溫度測(cè)量結(jié)果的一致性，是熱像儀準(zhǔn)確反映被測(cè)物體表面溫度分布的能力。6 校準(zhǔn)條件6.1 環(huán)境條件6.1.1 校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件應(yīng)滿足校準(zhǔn)設(shè)備和被校熱像儀的使用環(huán)境條件要求。6.1.3 校準(zhǔn)環(huán)境應(yīng)無強(qiáng)環(huán)境熱輻射。6.2 標(biāo)準(zhǔn)及其他設(shè)備6.2.1 標(biāo)準(zhǔn)器通常采用鉑電阻溫度計(jì)、熱電偶(配相應(yīng)

6、的電測(cè)設(shè)備)或輻射溫度計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)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(zhǔn)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(zhǔn)測(cè)溫一致性校準(zhǔn)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(cè)溫一致性校準(zhǔn)100以下0.970.020.05黑體輻射源溫度通常采用接觸溫度計(jì)或輻射溫度計(jì)測(cè)量，如鉑電阻溫度計(jì)或熱電偶等（配相應(yīng)電測(cè)設(shè)備）。6.2.3 顯示熱像儀測(cè)量結(jié)果的

7、外接顯示器應(yīng)滿足被校熱像儀測(cè)量信號(hào)輸出指標(biāo)要求(如被校熱像儀要求外接顯示器)6.2.4 熱像儀校準(zhǔn)所需儀器支架。7 校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法7.1 校準(zhǔn)項(xiàng)目7.1.1 外觀熱像儀的外殼、機(jī)械調(diào)節(jié)部件、外露光學(xué)元件、按鍵、電器連接件等不應(yīng)有影響熱像儀測(cè)量功能的缺陷。熱像儀應(yīng)標(biāo)有制造商(或商標(biāo))、型號(hào)、編號(hào)等標(biāo)識(shí)。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(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下進(jìn)行熱像儀示值誤差校準(zhǔn)。7.1.4 測(cè)溫一致性 熱像儀在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫、濕度條件下進(jìn)行測(cè)溫一致性測(cè)試。7.2 校準(zhǔn)方法7.2.1 外觀 手動(dòng)、目視檢查，被校熱像儀外觀須滿足7.1.1的要求。7.2.

8、2 顯示 手動(dòng)、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(zhǔn)溫度點(diǎn)選擇。校準(zhǔn)溫度點(diǎn)的選擇為量程的上、下限及量程中間值。對(duì)于有多個(gè)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(zhǔn)。同時(shí)也可根據(jù)用戶要求設(shè)定校準(zhǔn)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(xué)外露元件。7.2.3.3 根據(jù)用戶要求安裝附加光學(xué)鏡頭或衰減片等光學(xué)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(xué)分辨力和黑體輻射源目標(biāo)直徑確定測(cè)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(zhǔn)被測(cè)黑體輻射源目標(biāo)中心，并且使被測(cè)目標(biāo)清晰成像。7

9、.2.3.5 根據(jù)熱像儀使用說明書要求，測(cè)量前將熱像儀預(yù)先開機(jī)一定時(shí)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(zhǔn)條件數(shù)據(jù)，如環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、測(cè)量距離參數(shù)。校準(zhǔn)時(shí)，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(jìn)行示值誤差校準(zhǔn)之前，應(yīng)完成熱像儀使用說明書要求的對(duì)測(cè)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(diǎn)溫度測(cè)量模式，測(cè)量黑體輻射源目標(biāo)中心溫度。在每一個(gè)校準(zhǔn)溫度點(diǎn)，進(jìn)行不少于4次測(cè)量。測(cè)量時(shí)，同時(shí)記錄黑體輻射源參考標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量值、被校熱像儀示值和被校量熱像儀當(dāng)前量程。采用

10、以鉑電阻溫度計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)器的黑體輻射源校準(zhǔn)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(jì)算黑體輻射源輻射溫度平均值。式中：在第i個(gè)校準(zhǔn)溫度點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)器的第j個(gè)黑體輻射源溫度測(cè)量值； 在第i個(gè)校準(zhǔn)溫度點(diǎn)的測(cè)量次數(shù)，。7.2.3.10 計(jì)算被校熱像儀示值平均值。 式中：在第i個(gè)校準(zhǔn)溫度點(diǎn)被校熱像儀第j個(gè)示值； 在第i個(gè)校準(zhǔn)溫度點(diǎn)的測(cè)量次數(shù)，。7.2.3.11 計(jì)算在該量程下，第i個(gè)校準(zhǔn)溫度點(diǎn)，被校熱像儀示值誤差。 （i=1，2，n）7.2.4 測(cè)溫一致性7.2.4.1 根據(jù)熱像儀實(shí)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)熱像儀使用說明書要求清潔熱像儀光

11、學(xué)外露元件。7.2.4.3 根據(jù)用戶要求安裝附加光學(xué)鏡頭或衰減片。7.2.4.4 根據(jù)熱像儀使用說明書要求，測(cè)量前將熱像儀預(yù)先開機(jī)一定時(shí)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(zhǔn)條件數(shù)據(jù)，如環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、測(cè)量距離等參數(shù)。校準(zhǔn)時(shí)，被測(cè)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(xué)分辨力和黑體輻射源目標(biāo)直徑確定測(cè)試距離。調(diào)整熱像儀方位，使熱像儀光學(xué)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(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)使熱像儀光學(xué)系統(tǒng)光軸與經(jīng)過面輻射源中心的法線重合），并且使被測(cè)目標(biāo)清晰成像。在進(jìn)行測(cè)溫一

12、致性測(cè)試時(shí)，不允許使用熱像儀的數(shù)字變焦功能。7.2.4.7 在進(jìn)行測(cè)溫一致性校準(zhǔn)之前，應(yīng)完成熱像儀使用說明書要求的對(duì)測(cè)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(gè)區(qū)域，在9個(gè)區(qū)域的中心點(diǎn)分別標(biāo)記。如用戶要求，可增加標(biāo)記點(diǎn)。+1+2+3+4+5+6+7+8+9 圖1 測(cè)溫一致性實(shí)驗(yàn)測(cè)溫點(diǎn)分布7.2.4.9 在實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)黑體輻射源的尺寸不能完全覆蓋熱像儀視場(chǎng)時(shí)，采用方法一進(jìn)行測(cè)溫一致性測(cè)試實(shí)驗(yàn)；當(dāng)黑體輻射源的尺寸能夠完全覆蓋熱像儀視場(chǎng)時(shí)，采用方法二進(jìn)行測(cè)溫一致性測(cè)試實(shí)驗(yàn)。方法一：使用腔式黑體輻射源進(jìn)行測(cè)溫一致性測(cè)試調(diào)整熱像

13、儀或黑體輻射源位置，使黑體輻射源中心分別成像于標(biāo)記點(diǎn)，使用熱像儀測(cè)量黑體輻射源中心溫度，記錄標(biāo)記點(diǎn)示值和，測(cè)量順序如下： 5i5（i=1，2，9，i5）。方法二：使用面輻射源進(jìn)行測(cè)溫一致性測(cè)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(cè)量并記錄標(biāo)記點(diǎn)溫度和，測(cè)量順序如下： 5i5（i=1，2，9，i5）。7.2.4.10 計(jì)算被校熱像儀測(cè)溫一致性的值。 （i=1，2，9，i5）式中：在第i個(gè)標(biāo)記點(diǎn)，被校熱像儀示值的平均值。8 校準(zhǔn)結(jié)果的表達(dá)校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)在校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告上反映。校準(zhǔn)結(jié)果中應(yīng)注明對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響的被校熱像儀參數(shù)設(shè)置，包括濾光片

14、、鏡頭、測(cè)量距離等。對(duì)于示值誤差校準(zhǔn)，在校準(zhǔn)結(jié)果中應(yīng)注明校準(zhǔn)溫度點(diǎn)、被校熱像儀測(cè)量值、量程和校準(zhǔn)不確定度。對(duì)測(cè)溫一致性校準(zhǔn)，在校準(zhǔn)結(jié)果中應(yīng)注明校準(zhǔn)溫度點(diǎn)、測(cè)溫一致性的值、標(biāo)記點(diǎn)分布條件和量程。校準(zhǔn)證書數(shù)據(jù)頁格式見附錄c。除上述校準(zhǔn)結(jié)果信息，校準(zhǔn)結(jié)果校準(zhǔn)證書或報(bào)告還應(yīng)包含（但不限于）以下信息：a） 標(biāo)題，如“校準(zhǔn)證書”或“校準(zhǔn)報(bào)告”；b） 實(shí)驗(yàn)室名稱和地址；c） 進(jìn)行校準(zhǔn)的地點(diǎn)（如不在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)）；d） 證書或報(bào)告的唯一性標(biāo)識(shí)（如證書編號(hào)），頁碼及總頁數(shù)的標(biāo)識(shí)；e） 送校單位的名稱和地址；f） 被校對(duì)象的描述和明確標(biāo)識(shí)；g） 進(jìn)行校準(zhǔn)的日期，如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)說明被校對(duì)

15、象的接受日期；h） 如果與校準(zhǔn)結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時(shí)，應(yīng)對(duì)抽樣程序進(jìn)行說明；i） 校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標(biāo)識(shí)，包括名稱及代號(hào)；j） 本次校準(zhǔn)所用測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源性說明；k） 校準(zhǔn)環(huán)境的描述；l） 校準(zhǔn)結(jié)果及其測(cè)量不確定度的說明；m） 校準(zhǔn)證書或報(bào)告簽發(fā)人的簽名、職務(wù)或等效標(biāo)識(shí)，以及簽發(fā)日期；n） 校準(zhǔn)結(jié)果僅對(duì)被校對(duì)象有效的聲明；o） 未經(jīng)實(shí)驗(yàn)室書面批準(zhǔn)，不得部分復(fù)制校準(zhǔn)證書或報(bào)告的聲明。9 復(fù)校時(shí)間間隔 復(fù)校時(shí)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(shí)應(yīng)適當(dāng)縮短。附錄a 熱像儀示值誤差校準(zhǔn)不確定度評(píng)定a.1 熱像儀示值誤差校準(zhǔn)不確定度分析a.1.1 校準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型熱像儀示值誤差的

16、校準(zhǔn)采用腔式黑體輻射源進(jìn)行。熱像儀示值誤差校準(zhǔn)的數(shù)學(xué)模型為 （i=1，2，n） （a.1）式中：第i個(gè)校準(zhǔn)溫度點(diǎn)，被校熱像儀的示值誤差； 第i個(gè)校準(zhǔn)溫度點(diǎn)，被校熱像儀示值； 黑體溫度。a.1.2 校準(zhǔn)不確定度評(píng)定對(duì)熱像儀校準(zhǔn)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(gè)輸入量彼此獨(dú)立，熱像儀示值誤差合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 （a.2）式中：由輸入量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量； 由輸入量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量； 由測(cè)量數(shù)學(xué)模型確定的輸入量的靈敏系數(shù)，根據(jù)式（a.1）得 由測(cè)量數(shù)學(xué)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(biāo)準(zhǔn)不確定度； 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。a.2 熱像儀示

17、值誤差校準(zhǔn)不確定度評(píng)定實(shí)例以使用腔式熱管黑體輻射源校準(zhǔn)熱像儀為例，實(shí)驗(yàn)條件如下：環(huán)境溫度：25 校準(zhǔn)溫度：100黑體輻射源：在校準(zhǔn)溫度點(diǎn)，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(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定a.2.1.1 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定黑體輻射源控溫不穩(wěn)定引起的標(biāo)準(zhǔn)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(píng)定，。黑體輻射源發(fā)射率修正引起的標(biāo)準(zhǔn)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(duì)被校熱像儀的示值受輻射源發(fā)射率偏離1影響進(jìn)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(píng)定，黑體輻射源發(fā)射率修正引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。參考標(biāo)準(zhǔn)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(jì)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。電測(cè)設(shè)備引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量采用數(shù)字多用表、標(biāo)準(zhǔn)電阻和低熱電式四線制轉(zhuǎn)換開關(guān)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)電阻，以kerthley2000為例，電測(cè)設(shè)備引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。輻射源靶面溫度與標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量點(diǎn)之間溫差引起的不確定度分量輻射源靶面溫度與標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量點(diǎn)之間的溫差由輻射源溫場(chǎng)特性決定，輻射源靶面溫度與標(biāo)準(zhǔn)器測(cè)量點(diǎn)之間的最大溫差為0.05，以均勻分布