دماسنج فرو سرخ (infrared thermometer)

فاطمه یاس

کاربر ممتاز
دماسنج فروسرخ یا دماسنج مادون قرمز (infrared thermometer) یا ترمومتر IR، دما را از میزان تابش گرمایی یا تابش جسم سیاه که از جسم گسیل می‌شود، استنتاج می‌کند.

دماسنج‌های فروسرخ گاهی به نام دماسنج‌های لیزری (laser thermometers) شناخته می‌شوند که در این صورت از لیزر برای کمک به هدف‌گیری دماسنج استفاده می‌شود. همچنین به دماسنج‌های فروسرخ, دماسنج‌های غیر تماسی (non-contact thermometers) یا تفنگ‌های دمایی (temperature guns) نیز گفته می‌شود.

دماسنج لیزری برای اندازه‌گیری دقیق دما در بازه گسترده‌ای به کار می‌رود. دماسنج‌های فرو سرخ می‌توانند بدون دخالت فیزیکی در محصول یا جسم هدف دما را اندازه بگیرند. این توانایی بر اساس قانون پلانک برای تابش جسم سیاه است که می‌گوید هر جسم انرژی تابشی را منتشر می‌کند که شدت آن تابعی از دمای آن است.

با دانستن میزان انرژی فروسرخ تابش شده از جسم و قابلیت تابش (emissivity) آن، می‌توان دمای جسم را تعیین کرد. شدت تابش توسط یک سنسور اندازه گرفته می‌شود.

http://iran-eng.com/attachment.php?attachmentid=259650&d=1472372329​

در واحدهای صنعتی، دما نمایش‌گر شرایط یک فرآیند، محصول، یا بخشی از ماشین‌آلات است. نظارت دقیق دما کیفیت محصول را بهبود می‌بخشد و بهره‌وری را بالا می‌برد. در این صورت زمان توقف تولید نیز کاهش می‌یابد.

یک محدودیت در استفاده از دماسنج فرو سرخ این است که میزان تابش فرو سرخ از اهداف تحت اندازه‌گیری باید به صورت نوری برای سنسور قابل رویت باشد. موانعی مانند دیوار فلزی یک مخزن بسته باعث می‌شوند که برای اندازه‌گیری دما درون مخزن به جای فرو سرخ از تجهیزات موضعی استفاده شود. محدودیت دیگر این است که سنسور فرو سرخ باید از ذرات بسیار ریز و مایعات غلیظ محافظت شود.
 

پیوست ها

  • Infrared-Thermometer-Parts.jpg
    Infrared-Thermometer-Parts.jpg
    38.8 کیلوبایت · بازدیدها: 0

فاطمه یاس

کاربر ممتاز
تفکیک نوری سنسور فرو سرخ

تفکیک نوری سنسور فرو سرخ

سیستم نوری یک ترمومتر فرو سرخ، انرژی منتشر شده IR را از نقطه اندازه‌گیری به صورت حلقه‌های هم مرکز جمع می‌کند. هدف مورد نظر باید کاملا این نقطه را بپوشاند؛ در غیر این صورت سنسور سایر تابش‌های حرارتی زمینه را نیز می‌بیند و مقدار نادرستی اندازه می‌گیرد. تفکیک نوری ترمومترهای IR با نسبت D:S مشخص می‌شود که در آن S فاصله جسم هدف تا سنسور و D اندازه یا قطر نقطه مورد اندازه‌گیری روی هدف می‌باشد. هر چه این نسبت بزرگ‌تر باشد، رزولوشن یا قدرت تفکیک نوری سنسور بهتر و در نتیجه نقطه هدف مورد نیاز کوچک‌تر می‌شود و یا می‌توان دمای آن را از فاصله دور‌تری اندازه‌گیری کرد.

سنسورهای IR متداول امروزی دارای نسبت D:S از 1:2 (رزولوشن کم) تا بیش از 1:300 (رزولوشن زیاد) می‌باشند.

در بعضی از مراکز صنعتی، بخار، غبار، و دود باعث مسدود کردن مسیر دوربین‌های نوری IR شده و مانع از اندازه‌گیری دقیق IR می‌شوند. نویز، میدان‌های مغناطیسی، یا ارتعاش نیز بر کارایی سنسور تاثیر نامطلوب می‌گذارند.

 

فاطمه یاس

کاربر ممتاز
اندازه‌گیری دما به کمک دوربین‌

اندازه‌گیری دما به کمک دوربین‌

حس‌گر‌های حرارتی غیر تماسی IR، برای دید نوری از تکنیک‌های مختلفی استفاده می‌کنند. در ترمومترهای ساده به دلیل این که در آن‌ها مکانیزم دید وجود ندارد، دمای اجسام دما با تماس فیزیکی این نوع سنسورها با سطح جسم هدف امکان پذیر می‌شود. اما با دور شدن از هدف اندازه‌گیری، نیاز به سنسورهای IR بیش‌تر می‌شود.

در بعضی از موارد، به ویژه در کوره‌هایی که تحت هوای فشرده (اکسیژن) مواد مذاب درون کوره را در دمای بالا نگه می‌دارند و پاشش مواد مذاب درون کوره مانع از دید در فاصله ی نزدیک و استفاده از روش‌های اندازه گیری تماسی می‌شود، به کار گرفتن IR در فاصله دور کاربردی‌تر می‌گردد.


http://iran-eng.com/attachment.php?attachmentid=259651&d=1472372721​
 

پیوست ها

  • Infrared-Thermometer3.jpg
    Infrared-Thermometer3.jpg
    87.9 کیلوبایت · بازدیدها: 0

فاطمه یاس

کاربر ممتاز
هدف‌گیری

هدف‌گیری

هدف‌گیری توسط ترمومترهای IR شامل بازه گسترده‌ای از پرتوهای باریک یکنواخت تا پرتوهای نوری قابل تفکیک می‌شود. نشانه‌گیر لیزری این ترمومترها یک پرتو تولید می‌کند که به صورت دقیق مرکز سطح هدف را نشانه می‌رود و یا دایره‌ای پیرامون آن می‌کشد. این پرتو نوری ممکن است در روشنایی طبیعی روز، در محیط‌های روشن و یا در اندازه‌گیری از فاصله زیاد قابل مشاهده نباشد. در این شرایط اوپراتور مانند یک دوربین فیلم‌برداری، از درون لنز ترمومتر نقطه هدف را نشانه می‌رود.

هدف‌گیری غلط ترمومتر IR باعث نتیجه‌گیری اشتباه و کنترل غلط دمای فرآیند می‌شود.



http://iran-eng.com/attachment.php?attachmentid=259652&d=1472372804​
 

پیوست ها

  • Infrared-Thermometer2.jpg
    Infrared-Thermometer2.jpg
    16.3 کیلوبایت · بازدیدها: 0

فاطمه یاس

کاربر ممتاز
قابلیت انتشار

قابلیت انتشار

قابلیت انتشار (emissivity) به صورت میزان توانایی یک جسم در انتشار انرژی IR تعریف می‌شود. به بیان دیگر نسبت انرژی منتشر شده توسط یک جسم به انرژی منتشر شده توسط یک جسم سیاه (black body) در همان دما را قابلیت انتشار یا قابلیت انتشار نسبی می‌گویند.

در این تعریف جسم سیاه عبارت است از جسمی که قابلیت جذب همه طول موج‌های تابش الکترومغناطیس را دارد. قابلیت انتشار می‌تواند از مقدار 0 برای آینه براق تا 1 برای جسم سیاه تغییر کند و به صورت یک کمیت نسبی بدون واحد شناخته می‌شود.




اجسام می‌توانند انرژی را منعکس، منتقل، و یا منتشر کنند ولی فقط انرژی منتشر شده دمای جسم را مشخص می‌کند. وقتی ترمومترهای IR دمای سطح یک هدف را می‌سنجند، در واقع هر سه نوع انرژی فوق را حس می‌کنند. خطاهای اندازه‌گیری در ترمومترهای IR معمولا ناشی از انرژی منعکس شده توسط منابع نور می‌شود.

بنابراین توصیه می‌شود هنگام به کارگیری این نوع ترمومترها از نصب صحیح و عدم دخالت پرتوهای اضافی و سرگردان مانند منابع روشنایی اطمینان حاصل شود.
 

فاطمه یاس

کاربر ممتاز
ساختار ترمومتر IR

ساختار ترمومتر IR

ترمومتر IR شامل لنزی است که انرژی مادون قرمز منتشر شده توسط جسم هدف را روی یک آشکار کننده (detector) متمرکز می‌سازد و آشکارساز آن را به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند. این سیگنال بعد از جبران‌سازی تغییرات دمای محیط، روی صفحه نمایش به عنوان دمای جسم هدف به نمایش در می‌آید.


http://iran-eng.com/attachment.php?attachmentid=259653&d=1472373000​
 

پیوست ها

  • Infrared-Thermometer-Working.jpg
    Infrared-Thermometer-Working.jpg
    55.1 کیلوبایت · بازدیدها: 0
بالا