نحوه صحیح انتخاب دماسنج مادون قرمز

فناوری اندازه گیری دمای مادون قرمز نقش مهمی در کنترل و نظارت بر کیفیت محصول، تشخیص خطای آنلاین تجهیزات، حفاظت ایمنی و صرفه جویی در انرژی ایفا می کند. در دو دهه گذشته، دماسنج های مادون قرمز غیر تماسی به سرعت در فناوری توسعه یافته اند، عملکرد آنها به طور مداوم بهبود یافته است، دامنه کاربرد آنها به طور مداوم گسترش یافته است و سهم بازار آنها سال به سال افزایش یافته است. در مقایسه با روش اندازه گیری دمای تماس، اندازه گیری دمای مادون قرمز دارای مزایای زمان پاسخ سریع، بدون تماس، استفاده ایمن و عمر طولانی است.

محصولات اندازه گیری دمای تابش مادون قرمز غیر تماسی شرکت بایتک (لی تای) شامل سه سری قابل حمل، آنلاین و اسکن می باشد و دارای انواع لوازم جانبی اختیاری و نرم افزارهای کامپیوتری مربوطه می باشد که هر سری دارای مدل ها و مشخصات مختلفی می باشد. در میان انواع مختلف دماسنج با مشخصات مختلف، انتخاب مدل صحیح دماسنج مادون قرمز برای کاربران بسیار مهم است. در اینجا فقط مراحل تفکر در مورد نحوه صحیح انتخاب مدل دماسنج برای مرجع خریدار وجود دارد.

نحوه کار دماسنج های مادون قرمز

درک اصل کار، شاخص های فنی، شرایط محیطی کار، بهره برداری و نگهداری از دماسنج مادون قرمز گروهی برای کمک به کاربران در انتخاب و استفاده صحیح از دماسنج مادون قرمز است.

تمام اجسام با دمای بالاتر از ** صفر دائماً انرژی تابش مادون قرمز را به فضای اطراف ساطع می کنند. ویژگی های تابش مادون قرمز یک جسم - بزرگی انرژی تابشی و توزیع آن بر اساس طول موج - ارتباط نزدیکی با دمای سطح آن دارد. بنابراین، با اندازه گیری انرژی مادون قرمز تابش شده توسط خود جسم، می توان دمای سطح آن را به دقت تعیین کرد، که مبنای عینی اندازه گیری دمای تابش مادون قرمز بر اساس آن است.

قانون تشعشعات بدن سیاه:

یک جسم سیاه یک رادیاتور ایده آل است که تمام طول موج های انرژی تابشی را جذب می کند، هیچ انعکاس یا انتقال انرژی ندارد و دارای تابش 1 در سطح آن است. لازم به ذکر است که هیچ جسم سیاه واقعی در طبیعت وجود ندارد، اما برای روشن شدن و به دست آوردن قانون توزیع تابش مادون قرمز، باید مدل مناسبی در تحقیقات نظری انتخاب شود که مدل نوسانگر کوانتیزه تابش حفره بدن پیشنهاد شده است. توسط پلانک، که منجر به قانون پلانک در مورد تابش جسم سیاه می شود، یعنی تابش طیفی جسم سیاه که بر حسب طول موج بیان می شود، نقطه شروع تمام تئوری های تابش مادون قرمز است، بنابراین به آن قانون تابش جسم سیاه می گویند.

تأثیر گسیل جسم بر دماسنج تشعشع:

اشیاء واقعی که در طبیعت وجود دارند تقریباً هرگز اجسام سیاه نیستند. میزان تشعشع تمام اجسام واقعی نه تنها به طول موج تابش و دمای جسم بستگی دارد، بلکه به نوع ماده تشکیل دهنده جسم، روش آماده سازی، فرآیند حرارتی، و وضعیت سطح و شرایط محیطی بستگی دارد. . بنابراین، برای اینکه قانون تابش جسم سیاه در مورد تمام اجسام عملی اعمال شود، باید یک ضریب تناسب مربوط به خواص ماده و وضعیت سطح، یعنی گسیل پذیری معرفی شود. این ضریب نشان می دهد که تابش حرارتی یک جسم واقعی چقدر به جسم سیاه نزدیک است و مقداری بین صفر تا مقداری کمتر از 1 دارد. طبق قانون تابش، تا زمانی که تابش ماده مشخص باشد. ، ویژگی های تابش مادون قرمز هر جسمی را می توان شناخت.

عوامل اصلی مؤثر بر انتشار عبارتند از:

نوع مواد، زبری سطح، ساختار فیزیکوشیمیایی و ضخامت مواد و غیره.

هنگام استفاده از دماسنج تابش مادون قرمز برای اندازه گیری دمای هدف، ابتدا باید تابش مادون قرمز هدف در محدوده طول موج آن اندازه گیری شود و سپس دمای هدف اندازه گیری شده توسط دماسنج محاسبه شود. دماسنج های تک رنگ متناسب با مقدار تابش در باند هستند: دماسنج های دو رنگ متناسب با نسبت تابش در دو باند هستند.

سیستم مادون قرمز:

دماسنج مادون قرمز از سیستم نوری، ردیاب نوری، تقویت کننده سیگنال، پردازش سیگنال، خروجی نمایشگر و سایر قطعات تشکیل شده است. سیستم نوری انرژی تابش مادون قرمز هدف را در میدان دید خود متمرکز می کند و اندازه میدان دید توسط قسمت های نوری دماسنج و موقعیت آنها تعیین می شود. انرژی مادون قرمز روی یک آشکارساز نوری متمرکز شده و به سیگنال الکتریکی مربوطه تبدیل می شود. سیگنال پس از تصحیح توسط تقویت کننده و مدار پردازش سیگنال به مقدار دمای هدف اندازه گیری شده تبدیل می شود و بر اساس الگوریتم درمان داخلی دستگاه و گسیل هدف تصحیح می شود.

انتخاب دماسنج های مادون قرمز را می توان به سه جنبه تقسیم کرد:

شاخص های عملکرد، مانند محدوده دما، اندازه نقطه، طول موج کار، دقت اندازه گیری، زمان پاسخ و غیره؛ محیط و شرایط کاری مانند دمای محیط، پنجره، نمایشگر و خروجی، لوازم جانبی حفاظتی و غیره؛ گزینه های دیگر مانند سهولت استفاده، نگهداری و عملکرد کالیبراسیون و قیمت و غیره نیز تاثیر خاصی در انتخاب دماسنج دارند. با تکنولوژی و توسعه مستمر، بهترین طراحی ها و پیشرفت های جدید در دماسنج های مادون قرمز، انواع ابزار کاربردی و چند منظوره را در اختیار کاربران قرار می دهد و انتخاب را گسترش می دهد.

محدوده دما را تعیین کنید:

محدوده اندازه گیری دما مهمترین شاخص عملکرد دماسنج است. به عنوان مثال، محصولات Raytek محدوده -50 درجه - بعلاوه 3000 درجه را پوشش می دهند، اما این کار را نمی توان با یک نوع دماسنج مادون قرمز انجام داد. هر مدل دماسنج محدوده دمایی خاص خود را دارد. بنابراین، محدوده دمای اندازه‌گیری شده کاربر باید دقیق و جامع در نظر گرفته شود، نه خیلی باریک و نه خیلی وسیع. طبق قانون تابش جسم سیاه، تغییر انرژی تابشی ناشی از دما در باند موج کوتاه طیف، از تغییر انرژی تابشی ناشی از خطای تابش بیشتر خواهد شد.

اندازه هدف را تعیین کنید:

بر اساس اصل، دماسنج های مادون قرمز را می توان به دماسنج های تک رنگ و دماسنج های دو رنگ (ترمومترهای رنگ سنجی تابشی) تقسیم کرد. برای یک دماسنج تک رنگ، ناحیه هدفی که باید اندازه گیری شود باید میدان دید دماسنج را در طول اندازه گیری دما پر کند. توصیه می شود که اندازه هدف اندازه گیری شده بیش از 50 درصد میدان دید باشد. اگر اندازه هدف کوچکتر از میدان دید باشد، انرژی تابشی پس زمینه وارد شاخه سمعی و بصری دماسنج می شود تا در خواندن اندازه گیری دما اختلال ایجاد کند و در نتیجه خطا ایجاد شود. برعکس، اگر هدف بزرگتر از میدان دید دماسنج باشد، دماسنج تحت تأثیر پس زمینه خارج از ناحیه اندازه گیری قرار نمی گیرد.

برای دماسنج دو رنگ Raytek، دما با نسبت انرژی تابشی در دو باند طول موج مستقل تعیین می شود. بنابراین زمانی که هدف اندازه گیری شده کوچک و پر از محل نباشد و وجود دود، گرد و غبار و موانع در مسیر اندازه گیری باعث کاهش انرژی تابش شود، تاثیری بر نتایج اندازه گیری نخواهد داشت. حتی زمانی که انرژی تا 95 درصد کاهش یابد، دقت اندازه‌گیری دمای مورد نیاز هنوز قابل تضمین است. برای هدف کوچکی که در حال حرکت یا ارتعاش است، گاهی اوقات در میدان دید حرکت می کند یا ممکن است تا حدی از میدان دید خارج شود، در این شرایط استفاده از دماسنج دو رنگ بهترین انتخاب است. اگر هدف گیری مستقیم بین دماسنج و هدف غیرممکن باشد، کانال اندازه گیری منحنی، باریک، مسدود و غیره باشد، دماسنج فیبر نوری دو رنگ بهترین انتخاب است. این به دلیل قطر کوچک و انعطاف پذیری آن برای انتقال انرژی تابش نوری از طریق کانال های منحنی، مسدود و تا شده است، بنابراین اندازه گیری اهدافی را که دسترسی به آنها دشوار است، شرایط سخت یا نزدیک به میدان های الکترومغناطیسی امکان پذیر می کند.

تعیین وضوح نوری (فاصله و حساسیت)

وضوح نوری با نسبت D به S تعیین می شود، که نسبت فاصله D بین دماسنج به هدف و قطر نقطه اندازه گیری، S است. اگر دماسنج باید به دلیل محیطی دور از هدف نصب شود. شرایط، و اهداف کوچک اندازه گیری می شود، یک دماسنج با وضوح نوری بالا باید انتخاب شود. هر چه رزولوشن نوری بالاتر باشد، نسبت D:S بیشتر باشد، هزینه دماسنج نیز بیشتر خواهد بود.

محدوده طول موج را تعیین کنید:

تابش و خواص سطحی ماده هدف، پاسخ طیفی یا طول موج دماسنج را تعیین می کند. برای مواد آلیاژی با بازتاب بالا، انتشار کم یا متغیر وجود دارد. در منطقه با دمای بالا، بهترین طول موج برای اندازه گیری مواد فلزی نزدیک به مادون قرمز است و طول موج 0.18-1.0μm را می توان انتخاب کرد. سایر مناطق دما می توانند طول موج های 1.6μm، 2.2μm و 3.9μm را انتخاب کنند. از آنجایی که برخی از مواد در طول موج های خاصی شفاف هستند، انرژی مادون قرمز به این مواد نفوذ می کند، بنابراین باید طول موج های خاصی برای این ماده انتخاب شود. برای مثال، طول موج 10 میکرومتر، 2.2 میکرومتر و 3.9 میکرومتر (شیشه ای که باید آزمایش شود باید بسیار ضخیم باشد، در غیر این صورت از آن عبور می کند) برای اندازه گیری دمای داخلی شیشه انتخاب می شود. طول موج 5.{24}} میکرومتر برای اندازه گیری دمای داخلی شیشه انتخاب شده است. طول موج 8-14 میکرومتر برای ناحیه اندازه گیری کم مناسب است. طول موج 3.43 میکرومتر برای اندازه گیری فیلم پلاستیکی پلی اتیلن و طول موج 4.3 میکرومتر یا 7.9 میکرومتر برای پلی استر انتخاب شده است. اگر ضخامت بیشتر از 0.4 میلی متر باشد، طول موج 8-14 میکرومتر انتخاب می شود. به عنوان مثال، طول موج باند باریک 4.24-4.3μm برای اندازه‌گیری C02 در شعله، از باند باریک باند 4.64μm برای اندازه‌گیری C0 در شعله، و طول موج 4.47μm برای اندازه‌گیری طول موج استفاده می‌شود. N02 را در شعله اندازه گیری کنید.

تعیین زمان پاسخگویی:

زمان پاسخ نشان دهنده سرعت پاسخ دماسنج مادون قرمز به تغییر دمای اندازه گیری شده است که به عنوان زمان لازم برای رسیدن به 95 درصد انرژی حداکثر قرائت تعریف می شود. این مربوط به ثابت زمانی ردیاب نوری، مدار پردازش سیگنال و سیستم نمایش است. زمان پاسخگویی دماسنج مادون قرمز جدید بایتک می تواند به 1 میلی ثانیه برسد. این بسیار سریعتر از روش اندازه گیری دمای تماس است. اگر سرعت حرکت هدف بسیار سریع باشد یا هنگام اندازه گیری هدف گرمایش سریع، دماسنج مادون قرمز پاسخ سریع باید انتخاب شود، در غیر این صورت پاسخ سیگنال کافی به دست نمی آید که باعث کاهش دقت اندازه گیری می شود. با این حال، همه برنامه ها به دماسنج مادون قرمز پاسخ سریع نیاز ندارند. برای فرآیندهای حرارتی ثابت یا هدف با اینرسی حرارتی، زمان پاسخ دماسنج را می توان آرام کرد. بنابراین، انتخاب زمان پاسخ دماسنج مادون قرمز باید با وضعیت هدف اندازه گیری شده تطبیق داده شود.

عملکرد پردازش سیگنال:

اندازه‌گیری فرآیندهای گسسته (مانند تولید قطعات) با فرآیندهای پیوسته متفاوت است و به دماسنج‌های مادون قرمز نیاز دارند تا عملکردهای پردازش سیگنال داشته باشند (مانند نگه‌داری اوج، نگهداری دره، مقدار متوسط). به عنوان مثال، هنگام اندازه گیری شیشه روی تسمه نقاله، باید از پیک نگهدارنده استفاده کرد و سیگنال خروجی دمای آن به کنترل کننده منتقل می شود.

شرایط محیطی که باید در نظر گرفته شود:

شرایط محیطی دماسنج تاثیر زیادی در نتایج اندازه گیری دارد که باید در نظر گرفته شود و به درستی حل شود، در غیر این صورت دقت اندازه گیری دما را تحت تاثیر قرار می دهد و حتی باعث آسیب به دماسنج می شود. در مواقعی که دمای محیط بیش از حد بالا باشد و گرد و غبار، دود و بخار وجود داشته باشد، می توان از لوازم جانبی مانند ژاکت های محافظ، خنک کننده آب، سیستم های خنک کننده هوا و دستگاه های تصفیه هوا که توسط سازنده تهیه شده است استفاده کرد. این لوازم جانبی می توانند تاثیرات محیطی را به طور موثر حل کنند و از دماسنج برای اندازه گیری دقیق دما محافظت کنند. هنگام شناسایی لوازم جانبی، خدمات استاندارد باید تا حد امکان برای کاهش هزینه های نصب مورد نیاز باشد. هنگامی که دود، گرد و غبار یا ذرات دیگر سیگنال انرژی اندازه گیری شده را کاهش می دهند، یک دماسنج دو رنگ بهترین انتخاب است. در نویز، میدان های الکترومغناطیسی، ارتعاش یا شرایط محیطی غیرقابل دسترس یا سایر شرایط سخت، دماسنج های دو رنگ فیبر نوری بهترین انتخاب هستند.

در کاربردهای آب بندی شده یا مواد خطرناک (مانند ظروف یا جعبه های خلاء)، دماسنج از طریق پنجره مشاهده می کند. ماده باید استحکام کافی داشته باشد و از محدوده طول موج کاری دماسنج مورد استفاده عبور کند. همچنین لازم است مشخص شود که آیا اپراتور نیز نیاز به مشاهده از طریق پنجره دارد، بنابراین محل نصب مناسب و متریال پنجره را برای جلوگیری از تأثیر متقابل انتخاب کنید. در کاربردهای اندازه گیری دمای پایین معمولاً از مواد Ge یا Si به عنوان پنجره استفاده می شود که در برابر نور مرئی کدر هستند و چشم انسان نمی تواند هدف را از طریق پنجره مشاهده کند. اگر اپراتور نیاز به عبور از هدف پنجره داشته باشد، باید از یک ماده نوری استفاده شود که هم اشعه مادون قرمز و هم نور مرئی را منتقل می کند. به عنوان مثال، یک ماده نوری که هم اشعه مادون قرمز و هم نور مرئی را منتقل می کند، مانند ZnSe یا BaF2، باید به عنوان متریال پنجره استفاده شود.

کارکرد ساده و استفاده آسان:

دماسنج های مادون قرمز باید بصری، ساده برای کار، و آسان برای استفاده توسط اپراتورها باشد. در میان آنها، یک دماسنج مادون قرمز قابل حمل یک ابزار اندازه گیری دما کوچک، سبک و قابل حمل است که اندازه گیری دما و خروجی نمایشگر را یکپارچه می کند. پنل نمایشگر می تواند دما را نمایش دهد و اطلاعات دمایی مختلف را خروجی دهد و برخی از آنها را می توان با کنترل از راه دور یا برنامه نرم افزاری کامپیوتری کار کرد.

در شرایط سخت و پیچیده محیطی، می توان سیستمی با سر و نمایشگر اندازه گیری دما جداگانه برای نصب و پیکربندی آسان انتخاب کرد. فرم خروجی سیگنال که با تجهیزات کنترل فعلی مطابقت دارد می تواند انتخاب شود.

کالیبراسیون دماسنج اشعه مادون قرمز:

دماسنج های مادون قرمز باید برای نمایش صحیح دمای هدف مورد اندازه گیری کالیبره شوند. اگر دماسنج استفاده شده در حال استفاده خارج از تحمل باشد، باید برای کالیبراسیون مجدد به سازنده یا مرکز تعمیر بازگردانده شود.