اصل و کاربرد دماسنج مادون قرمز

اصل و کاربرد دماسنج مادون قرمز

دماسنج مادون قرمز انرژی تابشی اشعه مادون قرمز ساطع شده توسط جسم را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. اندازه انرژی تابشی مادون قرمز با دمای خود جسم مطابقت دارد. با توجه به اندازه سیگنال الکتریکی تبدیل شده، دمای جسم را می توان تعیین کرد.

1. اصل دماسنج مادون قرمز
دماسنج مادون قرمز از سیستم نوری، آشکارساز فوتوالکتریک، تقویت کننده سیگنال، پردازش سیگنال، خروجی نمایشگر و سایر بخش ها تشکیل شده است. سیستم نوری انرژی تابش مادون قرمز مورد نظر را در میدان دید خود جمع آوری می کند و اندازه میدان دید توسط قسمت های نوری دماسنج و موقعیت آن تعیین می شود. انرژی مادون قرمز روی یک آشکارساز نوری متمرکز شده و به سیگنال الکتریکی مربوطه تبدیل می شود. سیگنال از تقویت کننده و مدار پردازش سیگنال عبور می کند و پس از اصلاح با توجه به الگوریتم عملیات داخلی ابزار و تابش هدف به مقدار دمای هدف اندازه گیری شده تبدیل می شود.

در طبیعت، تمام اجسام با دمای بالاتر از صفر دائماً انرژی تابش مادون قرمز را به فضای اطراف ساطع می کنند. مقدار انرژی تابش مادون قرمز یک جسم و توزیع آن بر اساس طول موج - رابطه بسیار 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 برای اندازه گیری دمای تابش مادون قرمز است.

اصل دماسنج مادون قرمز Blackbody یک رادیاتور ایده آل است که تمام طول موج های انرژی تابش را جذب می کند، هیچ بازتاب و انتقال انرژی ندارد و دارای تابش 1 در سطح خود است. با این حال، اشیاء عملی در طبیعت تقریباً اجسام سیاه نیستند. به منظور شفاف سازی و به دست آوردن توزیع تابش مادون قرمز، باید یک مدل مناسب در تحقیقات نظری انتخاب شود. این مدل نوسانگر کوانتیزه تابش حفره بدن است که توسط پلانک پیشنهاد شده است، بنابراین قانون تابش جسم سیاه پلانک، یعنی تابش طیفی جسم سیاه بیان شده توسط طول موج، که نقطه شروع تمام تئوری های تابش مادون قرمز است، استخراج شده است. قانون تابش جسم سیاه نامیده می شود. مقدار تشعشع تمام اجسام واقعی نه تنها به طول موج تابش و دمای جسم بستگی دارد، بلکه به نوع ماده تشکیل دهنده جسم، روش تهیه، فرآیند حرارتی، وضعیت سطح و شرایط محیطی نیز بستگی دارد. بنابراین، برای اینکه قانون تشعشعات جسم سیاه برای همه اجسام عملی قابل اجرا باشد، باید یک ضریب متناسب مربوط به خواص مواد و حالت‌های سطحی، یعنی گسیل‌پذیری معرفی شود. این ضریب نشان می دهد که تابش حرارتی یک جسم واقعی چقدر به تابش یک جسم سیاه نزدیک است و مقدار آن بین صفر و مقدار کمتر از 1 است. طبق قانون تابش تا زمانی که گسیل ماده برابر است. مشخص است، ویژگی های تابش مادون قرمز هر جسم شناخته شده است. عوامل اصلی مؤثر بر انتشار عبارتند از: نوع ماده، زبری سطح، ساختار فیزیکی و شیمیایی و ضخامت مواد.

هنگام استفاده از دماسنج تابش مادون قرمز برای اندازه گیری دمای یک هدف، ابتدا لازم است تابش مادون قرمز هدف در محدوده باند آن اندازه گیری شود و سپس دمای هدف اندازه گیری شده توسط دماسنج محاسبه می شود. یک پیرومتر تک رنگ متناسب با مقدار تابش درون یک باند است. یک پیرومتر دو رنگ متناسب با نسبت مقدار تابش در دو باند است.

دوم، استفاده از دماسنج مادون قرمز
دماسنج مادون قرمز یک ابزار اندازه گیری دما است که عمدتاً از سیستم نوری، آشکارساز نوری، تقویت کننده سیگنال، پردازش سیگنال، خروجی نمایشگر و سایر قطعات تشکیل شده است و به طور گسترده در بسیاری از صنایع استفاده می شود. امروز ما عمدتاً محدوده کاربرد دماسنج های مادون قرمز را معرفی می کنیم، به این امید که به کاربران کمک کنیم تا محصولات را بهتر اعمال کنند.

اندازه گیری تجهیزات الکتریکی
دماسنج های مادون قرمز غیر تماسی می توانند دمای سطح یک جسم را از فاصله ایمن اندازه گیری کنند و آنها را به ابزاری ضروری در عملیات تعمیر و نگهداری تجهیزات الکتریکی تبدیل کند.

کاربرد در تجهیزات الکتریکی
در کاربردهای زیر می تواند به طور موثری از خرابی تجهیزات و قطعی برق بی برنامه جلوگیری کند.

اتصالات - اتصالات الکتریکی می توانند به تدریج کانکتورها را به دلیل گرم کردن مکرر (انبساط) و خنک کردن (انقباض) شل کنند تا گرما یا خاک سطحی، رسوبات کربن و خوردگی ایجاد شود. دماسنج های غیر تماسی می توانند به سرعت افزایش دما را که نشان دهنده یک مشکل جدی است، شناسایی کنند.

موتور - برای حفظ عمر موتور، بررسی کنید که سیم های اتصال برق و قطع کننده مدار (یا فیوز) در یک دما باشند.

بلبرینگ های موتور - نقاط داغ را بررسی کنید و قبل از اینکه مشکلی باعث خرابی تجهیزات شود آنها را مرتباً تعمیر یا تعویض کنید.

عایق سیم پیچ موتور - عمر عایق سیم پیچ موتور خود را با اندازه گیری دمای آن افزایش دهید.

اندازه‌گیری‌های بین فازها - بررسی می‌کند که سیم‌ها و کانکتورها در موتورهای القایی، رایانه‌های اصلی و سایر تجهیزات در دمای یکسان بین فازها باشند.

ترانسفورماتور - سیم پیچ دستگاه های خنک کننده با هوا را می توان به طور مستقیم با یک دماسنج مادون قرمز برای بررسی دمای بیش از حد اندازه گیری کرد، هر نقطه داغ نشان دهنده آسیب سیم پیچ ترانسفورماتور است.

منبع تغذیه بدون وقفه - نقاط داغ روی سیم های اتصال فیلتر خروجی UPS را شناسایی کنید. یک نقطه خنک ممکن است نشان دهنده یک مدار باز در خط فیلتر DC باشد.

باتری پشتیبان - باتری ولتاژ پایین را بررسی کنید تا مطمئن شوید که به درستی وصل شده است. تماس ضعیف با پایانه های باتری می تواند آنقدر گرم شود که میله های هسته باتری بسوزد.

بالاست - قبل از شروع دود کردن بالاست، گرم شدن بیش از حد بالاست را بررسی کنید.

خدمات شهری - نقاط داغ برای اتصالات، اتصالات سیم، ترانسفورماتورها و سایر تجهیزات را شناسایی کنید. مدل های خاصی از ابزارهای نوری دارای برد 60:1 یا حتی بیشتر هستند که تقریباً تمام اهداف اندازه گیری را در محدوده قرار می دهند.