مزايا قياس درجة الحرارة بمقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
إن قياس درجة حرارة عدم التلامس عن طريق تلقي الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الجسم قيد الاختبار له العديد من المزايا. وبهذه الطريقة يمكن قياس درجة حرارة الأجسام التي يصعب الوصول إليها أو التي تكون متحركة دون أي مشكلة، مثل المواد ذات خصائص نقل الحرارة الضعيفة أو ذات السعة الحرارية الصغيرة جدًا. يتيح وقت الاستجابة القصير لمقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء تنفيذ حلقات التنظيم الفعالة بسرعة. لا تحتوي موازين الحرارة على أجزاء تتآكل، لذلك لا توجد تكاليف مستمرة مرتبطة باستخدام مقياس الحرارة. خاصة بالنسبة للأشياء الصغيرة جدًا التي سيتم قياسها، مثل قياس التلامس، سيحدث خطأ كبير في القياس بسبب التوصيل الحراري للكائن. يمكن استخدام موازين الحرارة دون أي مشاكل هنا، ويتم استخدامها مع المواد الكيميائية المسببة للتآكل أو الأسطح الحساسة، مثل الطلاء والورق والقضبان البلاستيكية. من خلال قياس التحكم عن بعد لمسافات طويلة، يمكن أن يكون بعيدًا عن المنطقة الخطرة، حتى لا يكون المشغل في خطر.
الهيكل الأساسي لمقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
يتم تركيز الأشعة تحت الحمراء الواردة من الجسم المراد قياسه على الكاشف من خلال العدسة والمرشح. يقوم الكاشف بتوليد إشارة تيار أو جهد متناسبة مع درجة الحرارة من خلال دمج كثافة الإشعاع للجسم المقاس. في المكونات الكهربائية المتصلة، تكون إشارة درجة الحرارة خطية، ويتم تصحيح منطقة الابتعاثية، وتحويلها إلى إشارة خرج قياسية.
من حيث المبدأ، هناك نوعان من موازين الحرارة المحمولة ومقاييس الحرارة الثابتة. لذلك، عند اختيار مقياس حرارة مناسب بالأشعة تحت الحمراء لنقاط قياس مختلفة، ستكون الخصائص التالية أساسية:
1. البصر
البصر لديه هذه الوظيفة. يمكن رؤية كتلة القياس أو نقطة القياس التي يشير إليها مقياس الحرارة. غالبًا ما يمكن استخدام المنظار بدون المنظار عند قياس مساحة كبيرة. بالنسبة للأجسام الصغيرة ومسافات القياس الطويلة، يوصى بالرؤية على شكل عدسة ناقلة للضوء مع مقياس لوحة القيادة أو نقطة توجيه ليزر.
2. العدسة
تحدد العدسة النقطة المقاسة لمقياس الحرارة. بالنسبة للأجسام ذات المساحة الكبيرة، يكون مقياس الحرارة ذو البعد البؤري الثابت كافيًا بشكل عام. ولكن عندما تكون مسافة القياس بعيدة عن نقطة التركيز، فإن الصورة عند حافة نقطة القياس ستكون غير واضحة. لهذا السبب، فمن الأفضل استخدام عدسة التكبير. ضمن نطاق التكبير المحدد، يمكن لمقياس الحرارة ضبط مسافة القياس. تحتوي أحدث موازين الحرارة على عدسات قابلة للاستبدال مع التكبير. يمكن استبدال العدسة القريبة والعدسة البعيدة دون إعادة فحص المعايرة. .
3. الحساس وهو مستقبل الطيف
درجة الحرارة تتناسب عكسيا مع الطول الموجي. في درجات حرارة الجسم المنخفضة، تكون أجهزة الاستشعار الحساسة للمنطقة الطيفية طويلة الموجة (أجهزة استشعار الأفلام الساخنة أو أجهزة الاستشعار الكهروحرارية) مناسبة. وفي درجات الحرارة المرتفعة، سيتم استخدام أجهزة استشعار حساسة للأطوال الموجية القصيرة المكونة من الجرمانيوم والسيليكون والإنديوم والجاليوم وما إلى ذلك. أجهزة الاستشعار الكهروضوئية.
عند اختيار الحساسية الطيفية، ينبغي أيضًا مراعاة النطاقات الطيفية لامتصاص الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. ضمن نطاق معين من الطول الموجي، تكون ما يسمى "نافذة الغلاف الجوي" وH2 وCO2 شفافة تقريبًا للأشعة تحت الحمراء، لذلك يجب أن تكون حساسية تغير الضوء لمقياس الحرارة ضمن هذا النطاق للتخلص من تأثير تغيرات تركيز الغلاف الجوي. عند قياس الفيلم أو الزجاج، يجب أيضًا مراعاة أن هذه المواد ليس من السهل اختراقها ضمن طول موجي معين. لتجنب أخطاء القياس الناجمة عن ضوء الخلفية، استخدم مستشعرًا مناسبًا يستقبل درجة حرارة السطح فقط. يمتلك المعدن هذه الخاصية الفيزيائية، وتزداد انبعاثيته مع انخفاض الطول الموجي. من واقع الخبرة، عند قياس درجة حرارة المعدن، اختر عمومًا أقصر طول موجي للقياس.
