ترمومتر لیزری

دماسنج های مادون قرمز چگونه کار می کنند؟

دماسنج های مادون قرمز (IR) در اندازه گیری دما در طیف وسیعی از محیط های صنعتی و بالینی مفید هستند. این دستگاه های اندازه گیری دما بدون تماس در شرایطی که جسم شکننده است و نزدیک شدن به آن خطرناک است، یا زمانی که انواع دیگر دماسنج ها کاربردی نیستند، به خوبی عمل می کنند.

دماسنج های مادون قرمز از مفهوم تابش مادون قرمز برای تعیین دمای سطح اجسام بدون هیچ گونه تماس فیزیکی استفاده می کنند. بیایید دریابیم که تشعشعات مادون قرمز چیست تا درک بهتری از نحوه کار دماسنج های IRداشته باشیم.

اشعه مادون قرمز

هر جسمی که در دمای صفر مطلق نیست، اتم هایی درون آن در حال حرکت است. این سرعت حرکت با دمای آن همبستگی مستقیم دارد. هر چه دما بالاتر باشد، حرکت مولکول ها سریعتر خواهد بود. این مولکول های متحرک انرژی را به شکل تابش مادون قرمز ساطع می کنند.

طول موج این تابش بیشتر از طول موج نور مرئی است. از این رو ما قادر به دیدن آن با چشم غیرمسلح نیستیم. با این حال، اگر جسم بیش از حد داغ شود، تابش می تواند به طیف مرئی بپرد. یک فلز داغ که قرمز یا حتی گاهی اوقات سفید می درخشد یکی از نمونه های آن است.

در حالی که ممکن است نتوانیم تشعشعات فروسرخ را ببینیم، اما همچنان می توانیم آن را به شکل گرما حس کنیم. گرمایی که ما از نور خورشید، رادیاتور یا آتش احساس می کنیم همه نمونه هایی از تشعشعات فروسرخ هستند. این گرما است که دماسنج های مادون قرمز برای اندازه گیری دمای اجسام تشخیص می دهند.

کار دماسنج های مادون قرمز

مشابه نور مرئی، فوکوس، بازتاب یا جذب نور مادون قرمز نیز امکان پذیر است. دماسنج های مادون قرمز از یک لنز برای متمرکز کردن نور مادون قرمز ساطع شده از جسم بر روی آشکارساز معروف به ترموپیل استفاده می کنند.

ترموپیل چیزی نیست جز ترموکوپل هایی که به صورت سری یا موازی به هم متصل شده اند. هنگامی که اشعه مادون قرمز روی سطح ترموپیل می افتد، جذب می شود و به گرما تبدیل می شود. ولتاژ خروجی متناسب با انرژی فروسرخ فرودی تولید می شود. آشکارساز از این خروجی برای تعیین دما استفاده می کند که روی صفحه نمایش داده می شود.

در حالی که کل این فرآیند ممکن است پیچیده به نظر برسد، فقط چند ثانیه طول می کشد تا دماسنج مادون قرمز دما و نمایش را در واحد مورد نظر شما ثبت کند.

عواملی که هنگام انتخاب دماسنج مادون قرمز باید در نظر گرفته شوند

دقت

مهمترین جنبه هر دماسنج دقت آن است. برای دماسنج های مادون قرمز، دقت به نسبت فاصله به نقطه آن (نسبت D/S) بستگی دارد. این نسبت نشان دهنده حداکثر فاصله از جایی است که دماسنج می تواند یک سطح خاص را ارزیابی کند. به عنوان مثال، اگر شما نیاز به اندازه گیری دمای سطح یک منطقه 4 اینچی با یک دماسنج IR با نسبت D/S 8:1 دارید، حداکثر فاصله از جایی که می توانید دما را به طور دقیق ثبت کنید 32 اینچ خواهد بود (8). : 1*4). به این معنی که با نسبت های بزرگتر می توانید دما را از فاصله دورتری اندازه گیری کنید. با این حال، مساحت سطح نیز با افزایش فاصله افزایش می یابد.

انتشار

تابش نشان می دهد که یک دماسنج چقدر انرژی مادون قرمز را می تواند در یک زمان منتشر کند. دماسنج‌های مادون قرمز با قابلیت انتشار نزدیک‌تر به 1.00 می‌توانند مواد بیشتری را نسبت به دماسنج‌هایی با میزان انتشار کمتر بخوانند. یک دماسنج را انتخاب کنید که دارای سطح انتشار قابل تنظیم باشد تا مقدار انرژی مادون قرمز ساطع شده را تغییر دهید و انرژی منعکس شده توسط مواد را با توجه به اندازه گیری دما جبران کنید.

محدوده دما

محدوده دمایی دماسنج مادون قرمز بر کاری که می توانید با آن انجام دهید تأثیر می گذارد. ممکن است بخواهید یک دماسنج IR با دامنه دمایی وسیع برای ثبت فرآیندهای مختلف با دماهای مختلف تهیه کنید. برعکس، یک دماسنج مادون قرمز با محدوده دمایی باریک در جایی که وضوح بالاتر برای اطمینان از کنترل دمای مناسب یک فرآیند خاص ضروری است، بهتر است.

سرعت خواندن یا زمان پاسخ

سرعت خواندن زمانی است که دماسنج پس از شروع فرآیند خواندن دماسنج، قرائت دقیق را انجام می دهد. این فاکتور هنگام اندازه گیری دمای یک جسم متحرک یا در مواردی که اجسام به سرعت گرم می شوند ضروری است.

طرح

دماسنج های IR صنعتی باید دارای طراحی ناهموار باشند. دماسنج های بدون لنز و عدسی فرنل به دلیل ساختار پلیمری بادوام هستند که آنها را ایمن نگه می دارد. در حالی که دماسنج‌های لنز سخت Mica به پوسته بادوام‌تر و کیف حمل در طراحی خود نیاز دارند تا از ترک خوردن لنز جلوگیری شود.

صفحه نمایش با نور پس زمینه

صفحه نمایش با نور پس زمینه، خواندن دماسنج را حتی در شرایط نوری نامطلوب آسان تر می کند.