V doktorski disertaciji so postavljeni okvirji za zagotavljanje metrološke sledljivosti v sevalni termometriji, ki omogoča sledljivo merjenje temperature tako idealnih črnih teles kot realnih teles pod realnimi sevalnimi pogoji. Vzpostavljene prakse umerjanja temeljijo na sevalni termometriji črnih teles, kjer je sledljivost dobro opredeljena, vendar ta metoda ni sledljiva v praktičnih razmerah z neidealno emisivnostjo. V praksi se za to običajno uporablja sevalni model sivih teles, ki pa ni popolnoma skladen z uporabno v realnih pogojih, saj v teoretičnem modelu sevalne termometrije sivih teles ni jasno definirano, kako sledljivo upoštevati spektralne lastnosti merjene površine, okoliških in atmosferskih vplivov. Sledljive meritve z uporabo tega modela so zato izvedljive samo z uporabe poenostavitve na skalarno emisivnost s povečanim prispevkom k negotovosti zaradi emisivnosti, ki ustreza raztrosu oz. neenakomernosti spektralne emisivnosti v spektralnem območju sevalnega termometra. Vzpostavljene prakse zato nastavitev inštrumentalne emisivnosti običajno ovrednotijo eksperimentalno.
Za odpravo teh nejasnosti je bil razvit fizikalni model in njegov inverzni model, ki omogočata sledljivo določanje temperature tako pri črnih telesih kot realnih telesih. Vpliv atmosferske prepustnosti, doslej pogosto izpuščen iz izračunov negotovosti ali redkeje empirično ovrednoten za dano napravo, je bil ovrednoten s spektralnim modelom, izpeljanim iz podatkovne baze HITRAN, ter potrjen z eksperimenti, ki so pokazali, da atmosferski vplivi lahko pomembno prispevajo k merilni negotovosti. Za upoštevanje nelinearnosti sistema je bil uveden Monte Carlo pristop za analizo negotovosti, povezanih s sevanjem in emisivnostjo, kar omogoča zanesljivejšo oceno merilne negotovosti.
Na tej osnovi sta bili razviti in preizkušeni tudi sledljivi metodi za ovrednotenje emisivnosti. Spektralni pristop omogoča pretvorbo spektralne emisivnosti v učinkovite instrumentalne parametre, eksperimentalni pristop pa s sevalnimi in referenčnim kontaktnim termometrom omogoča neposredno določanje efektivne emisivnosti in njene negotovosti. Primerjalna analiza je pokazala ujemanje obeh metod pri stabilnih vzorcih, medtem ko sta nestabilnost in nehomogenost vzorcev največja prispevka k negotovosti.
Rezultati raziskave razširjajo sledljivost meritev preko laboratorijskih pogojev v prakso sevalne termometrije, ki se že danes redno izvaja v realnih pogojih, ter omogočajo zanesljivo oceno merilne negotovosti v realnih merilnih pogojih. Z obravnavo atmosferskih vplivov, z razvojem sledljivega modela kompenzacije emisivnosti realnih teles ter z validiranimi metodami za ovrednotenje emisivnosti delo bistveno prispeva k večji zanesljivosti in uporabnosti sevalne termometrije v znanosti in industriji.
|
