8 نقاط لاستخدام ميزان الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
1. تحديد نطاق قياس درجة الحرارة
تحديد نطاق قياس درجة الحرارة: نطاق قياس درجة الحرارة هو أهم مؤشر أداء لميزان الحرارة. بعض منتجات موازين الحرارة لها نطاق من -50 درجة - زائد 3000 درجة ، ولكن لا يمكن القيام بذلك عن طريق نوع واحد من موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء. كل نوع من أنواع موازين الحرارة له نطاق درجة الحرارة الخاص به. لذلك ، يجب النظر في نطاق درجة حرارة المستخدم المقاسة بدقة وشاملة ، وليس ضيقًا جدًا ولا واسعًا جدًا. وفقًا لقانون إشعاع الجسم الأسود ، فإن تغير طاقة الإشعاع الناتج عن درجة الحرارة في نطاق الموجة القصيرة من الطيف سوف يتجاوز التغير في طاقة الإشعاع الناجم عن خطأ الانبعاث. لذلك ، من الأفضل استخدام الموجة القصيرة قدر الإمكان عند قياس درجة الحرارة. بشكل عام ، كلما كان نطاق قياس درجة الحرارة أضيق ، زادت دقة إشارة خرج مراقبة درجة الحرارة ، ومن السهل حل الدقة والموثوقية. إذا كان نطاق قياس درجة الحرارة عريضًا جدًا ، فسيتم تقليل دقة قياس درجة الحرارة. على سبيل المثال ، إذا كانت درجة الحرارة المستهدفة المقاسة هي 1000 درجة ، فحدد أولاً ما إذا كانت متصلة بالإنترنت أو محمولة ، وما إذا كانت محمولة. هناك العديد من الطرز التي تلبي درجة الحرارة هذه ، مثل 3iLR3 ، 3i2M ، 3i1M. إذا كانت دقة القياس هي الشيء الرئيسي ، فمن الأفضل اختيار النوع 2M أو 1M ، لأنه إذا تم استخدام النوع 3iLR ، فسيكون نطاق قياس درجة الحرارة عريضًا جدًا ، وسيكون أداء قياس درجة الحرارة المرتفعة ضعيفًا ؛ لأهداف درجات الحرارة المنخفضة ، علينا أن نختار 3iLR3.
2. تحديد الحجم المستهدف
يمكن تقسيم موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء إلى موازين حرارة أحادية اللون ومقاييس حرارة ثنائية اللون (موازين الحرارة اللونية للإشعاع) وفقًا للمبدأ. بالنسبة لميزان الحرارة أحادي اللون ، عند قياس درجة الحرارة ، يجب أن تملأ منطقة الهدف المراد قياسها مجال رؤية مقياس الحرارة. يوصى بأن يتجاوز حجم الهدف المقاس 50 بالمائة من مجال الرؤية. إذا كان الحجم المستهدف أصغر من مجال الرؤية ، فإن طاقة إشعاع الخلفية ستدخل الرموز المرئية والصوتية لميزان الحرارة وتتداخل مع قراءات قياس درجة الحرارة ، مما يتسبب في حدوث أخطاء. على العكس من ذلك ، إذا كان الهدف أكبر من مجال رؤية البيرومتر ، فلن يتأثر البيرومتر بالخلفية خارج منطقة القياس. بالنسبة لمقاييس الحرارة اللونية ، إذا لم يكن مجال الرؤية ممتلئًا ، وكان هناك دخان وغبار وعوائق على مسار القياس ، وكانت الطاقة الإشعاعية ضعيفة ، فلن يكون لها تأثير كبير على نتائج القياس. بالنسبة للأهداف الصغيرة والمتحركة أو المهتزة ، تعد موازين الحرارة اللونية هي الخيار الأفضل. ويرجع ذلك إلى صغر قطر أشعة الضوء ومرونتها في نقل الطاقة المشعة للضوء عبر القنوات المنحنية والمحصورة والمطوية.
بالنسبة لبعض البيرومترات ، يتم تحديد درجة الحرارة بنسبة الطاقة المشعة في نطاقي أطوال موجية منفصلين. لذلك ، عندما يكون الهدف المراد قياسه صغيرًا ، ولا يملأ الموقع ، ويوجد دخان أو غبار أو عائق على مسار القياس يضعف طاقة الإشعاع ، فلن يؤثر ذلك على نتائج القياس. حتى في حالة التوهين بالطاقة بنسبة 95 في المائة ، لا يزال من الممكن ضمان دقة قياس درجة الحرارة المطلوبة. للأهداف الصغيرة والمتحركة أو المهتزة ؛ في بعض الأحيان تتحرك داخل مجال الرؤية ، أو قد تتحرك جزئيًا خارج مجال الرؤية ، في ظل هذه الظروف ، يعد استخدام مقياس حرارة ثنائي اللون هو الخيار الأفضل. إذا كان من المستحيل التصويب مباشرة بين البيرومتر والهدف ، وكانت قناة القياس منثنية وضيقة ومسدودة ، وما إلى ذلك ، فإن البيرومتر الليفي البصري ثنائي اللون هو الخيار الأفضل. ويرجع ذلك إلى قطرها الصغير ومرونتها وقدرتها على نقل الطاقة المشعة الضوئية عبر القنوات المنحنية والمحصورة والمطوية ، مما يتيح قياس الأهداف التي يصعب الوصول إليها ، في الظروف القاسية ، أو بالقرب من المجالات الكهرومغناطيسية.
3. تحديد عامل المسافة (الاستبانة البصرية)
يتم تحديد معامل المسافة بنسبة D: S ، أي نسبة المسافة D بين مسبار مقياس الحرارة إلى الهدف وقطر الهدف المراد قياسه. إذا كان يجب تثبيت مقياس الحرارة بعيدًا عن الهدف بسبب الظروف البيئية ، ويجب قياس هدف صغير ، فيجب اختيار مقياس حرارة بدقة بصرية عالية. كلما زادت الدقة الضوئية ، أي زيادة نسبة D: S ، زادت تكلفة البيرومتر. تتراوح موازين الحرارة Raytek بالأشعة تحت الحمراء D: S من 2: 1 (عامل المسافة المنخفضة) إلى أكثر من 300: 1 (عامل المسافة العالية). إذا كان مقياس الحرارة بعيدًا عن الهدف وكان الهدف صغيرًا ، فيجب اختيار مقياس حرارة بمعامل مسافة عالية. بالنسبة للبيرومتر ذي البعد البؤري الثابت ، فإن النقطة المحورية للنظام البصري هي الحد الأدنى لموضع البقعة ، وستزداد البقعة القريبة والبعيدة عن النقطة البؤرية. هناك نوعان من عوامل المسافة. لذلك ، من أجل قياس درجة الحرارة بدقة على مسافة قريبة من البؤرة وبعيدة عنها ، يجب أن يكون حجم الهدف المقاس أكبر من حجم البقعة عند البؤرة. يحتوي مقياس درجة الحرارة على الحد الأدنى من موضع الضبط البؤري ، والذي يمكن ضبطه وفقًا للمسافة إلى الهدف. إذا زادت D: S ، ستنخفض الطاقة المستلمة. إذا لم يتم زيادة فتحة الاستقبال ، فسيكون من الصعب زيادة معامل المسافة D: S ، مما سيزيد من تكلفة الجهاز.
4. تحديد مدى الطول الموجي
تحدد الانبعاثية وخصائص السطح للمادة المستهدفة الطول الموجي للاستجابة الطيفية للبيرومتر. بالنسبة لمواد السبائك عالية الانعكاسية ، هناك انبعاثية منخفضة أو متفاوتة. في منطقة درجات الحرارة المرتفعة ، يكون أفضل طول موجي لقياس المواد المعدنية هو الأشعة تحت الحمراء القريبة ، ويمكن تحديد {{0}. 8-1. {{1 0}} ميكرومتر. يمكن أن تختار مناطق درجات الحرارة الأخرى 1.6μm و 2.2μm و 3.9μm. نظرًا لأن بعض المواد شفافة عند طول موجي معين ، فإن طاقة الأشعة تحت الحمراء سوف تخترق هذه المواد ، ويجب اختيار طول موجي خاص لهذه المادة. على سبيل المثال ، 1. 0 ميكرومتر و 2.2 ميكرومتر و 3.9 ميكرومتر تستخدم لقياس درجة الحرارة الداخلية للزجاج (يجب أن يكون الزجاج المقاس سميكًا جدًا ، وإلا سيمر من خلاله) الأطوال الموجية ؛ 5.0 ميكرومتر يستخدم لقياس درجة حرارة سطح الزجاج ؛ على سبيل المثال ، يتم استخدام 3.43 ميكرومتر لقياس فيلم بلاستيك البولي إيثيلين ، ويستخدم 4.3 ميكرومتر أو 7.9 ميكرومتر للبوليستر ، ويستخدم 8-14 ميكرومتر للسمك الذي يتجاوز 0.4 مم. على سبيل المثال ، يتم استخدام النطاق الضيق 4.64 ميكرومتر لقياس ثاني أكسيد الكربون في اللهب ، ويستخدم 4.47 ميكرومتر لقياس أكسيد النيتروجين في اللهب.
5. تحديد وقت الاستجابة
يشير وقت الاستجابة إلى سرعة تفاعل مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء لتغير درجة الحرارة المقاسة ، والذي يتم تعريفه على أنه الوقت المطلوب للوصول إلى 95 بالمائة من طاقة القراءة النهائية ، والتي ترتبط بالثابت الزمني للكاشف الضوئي ، ودائرة معالجة الإشارة ونظام العرض. تتمتع بعض موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بوقت استجابة يصل إلى 1 مللي ثانية ، وهو أسرع بكثير من طرق قياس درجة حرارة التلامس. إذا كانت سرعة تحرك الهدف سريعة جدًا أو عند قياس هدف تسخين سريع ، فيجب اختيار مقياس حرارة بالأشعة تحت الحمراء سريع الاستجابة ، وإلا فلن تتحقق استجابة إشارة كافية ، وسيتم تقليل دقة القياس. ومع ذلك ، لا تتطلب جميع التطبيقات مقياس حرارة بالأشعة تحت الحمراء سريع الاستجابة. بالنسبة للعمليات الحرارية الساكنة أو المستهدفة حيث يوجد القصور الذاتي الحراري ، يمكن تخفيف وقت استجابة البيرومتر. لذلك ، يجب تكييف اختيار وقت استجابة مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء مع حالة الهدف المقاس. يعتمد تحديد وقت الاستجابة بشكل أساسي على سرعة تحرك الهدف وسرعة تغيير درجة حرارة الهدف. بالنسبة للأهداف الثابتة أو المعلمات المستهدفة في القصور الذاتي الحراري ، أو تكون سرعة معدات التحكم الحالية محدودة ، فإن وقت استجابة مقياس الحرارة يمكن أن يخفف من المتطلبات.
6. وظيفة معالجة الإشارة
في ضوء الاختلاف بين العمليات المنفصلة (مثل إنتاج الأجزاء) والعمليات المستمرة ، يجب أن يكون لمقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء وظائف معالجة متعددة الإشارات (مثل تعليق الذروة ، وحبس الوادي ، ومتوسط القيمة) للاختيار من بينها ، مثل عند قياس درجة حرارة الزجاجة على الحزام الناقل ، لاستخدام ذروة الانتظار ، يتم إرسال إشارة خرج درجة الحرارة إلى وحدة التحكم. خلاف ذلك ، يقرأ مقياس الحرارة قيمة درجة حرارة أقل بين الزجاجات. إذا كنت تستخدم ذروة الانتظار ، فاضبط وقت استجابة مقياس الحرارة ليكون أطول قليلاً من الفاصل الزمني بين الزجاجات بحيث تكون زجاجة واحدة على الأقل قيد القياس دائمًا.
7. مراعاة الظروف البيئية
تؤثر الظروف البيئية لميزان الحرارة بشكل كبير على نتائج القياس ، والتي يجب أخذها في الاعتبار وحلها بشكل صحيح ، وإلا فإنها ستؤثر على دقة قياس درجة الحرارة بل وتسبب الضرر. عندما تكون درجة الحرارة المحيطة عالية ويوجد غبار ودخان وبخار ، يمكن اختيار الغطاء الواقي وتبريد المياه ونظام تبريد الهواء ومنقي الهواء وغيرها من الملحقات التي توفرها الشركة المصنعة. يمكن لهذه الملحقات أن تعالج بشكل فعال التأثيرات البيئية وتحمي مقياس الحرارة لقياس درجة الحرارة بدقة. عند تحديد الملحقات ، يجب طلب توحيد الخدمة قدر الإمكان لتقليل تكاليف التركيب. عندما يقلل الدخان أو الغبار أو الجسيمات الأخرى من إشارة طاقة القياس تحت الضوضاء أو المجال الكهرومغناطيسي أو الاهتزاز أو الظروف البيئية التي يتعذر الوصول إليها أو غيرها من الظروف القاسية ، فإن مقياس حرارة الألياف البصرية ثنائي اللون هو الخيار الأفضل. مقياس الحرارة اللوني هو الخيار الأفضل. في الضوضاء ، والمجال الكهرومغناطيسي ، والاهتزاز ، والظروف البيئية التي يتعذر الوصول إليها ، أو غيرها من الظروف القاسية ، يُنصح باختيار مقياس حرارة لوني فاتح.
في التطبيقات التي تحتوي على مواد محكمة الغلق أو خطرة مثل الحاويات أو غرف التفريغ ، ينظر البيرومتر من خلال النافذة. يجب أن تكون المادة قوية بما يكفي وأن تمر عبر نطاق الطول الموجي التشغيلي للبيرومتر المستخدم. حدد أيضًا ما إذا كان المشغل يحتاج أيضًا إلى المراقبة من خلال النافذة ، لذلك اختر موقع التثبيت المناسب ومواد النافذة لتجنب التأثير المتبادل. في تطبيقات قياس درجات الحرارة المنخفضة ، عادةً ما تُستخدم مواد Ge أو Si كنوافذ غير شفافة للضوء المرئي ، ولا يمكن للعين البشرية مراقبة الهدف من خلال النافذة. إذا احتاج المشغل إلى المرور عبر هدف النافذة ، فيجب استخدام مادة بصرية تنقل كل من الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي. على سبيل المثال ، يجب استخدام مادة بصرية تنقل كلاً من الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي كمادة نافذة ، مثل ZnSe أو BaF2.
عندما يكون هناك غاز قابل للاشتعال في بيئة عمل مقياس الحرارة ، يمكن اختيار مقياس حرارة بالأشعة تحت الحمراء آمن جوهريًا لإجراء قياس ومراقبة آمنين في تركيز معين لبيئة الغاز القابلة للاشتعال.
في حالة الظروف البيئية القاسية والمعقدة ، يمكن اختيار نظام برأس وشاشة قياس درجة حرارة منفصلة لسهولة التركيب والتكوين. يمكن اختيار نموذج خرج الإشارة المطابق لمعدات التحكم الحالية.
8. معايرة ميزان الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
يجب معايرة موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء لعرض درجة حرارة الجسم المقاس بشكل صحيح. بشكل عام ، تكون دورة معايرة قياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء سنة واحدة. يوصى باستخدام فرن أسود به تجويف وانبعاثية 0 .995 لمعايرة مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بدقة. إذا كان قياس درجة حرارة مقياس الحرارة المستخدم خارج نطاق التسامح أثناء الاستخدام ، فيجب إعادته إلى الشركة المصنعة أو مركز الإصلاح لإعادة المعايرة.
