مناقشة حول طريقة اختيار مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء
مبدأ العمل
جميع الأجسام التي تزيد درجة حرارتها عن الصفر النسبي تبعث باستمرار طاقة إشعاعية تحت الحمراء إلى الفضاء المحيط بها. ترتبط خصائص الأشعة تحت الحمراء لجسم ما - كمية الطاقة المشعة وتوزيعها حسب الطول الموجي - ارتباطًا وثيقًا بدرجة حرارة سطحه. لذلك، من خلال قياس طاقة الأشعة تحت الحمراء التي يشعها الجسم نفسه، يمكن تحديد درجة حرارة سطحه بدقة، وهو الأساس لقياس درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء.
عند استخدام مقياس حرارة الأشعة تحت الحمراء لقياس درجة حرارة هدف ما، يجب أولاً قياس كمية الأشعة تحت الحمراء للهدف ضمن نطاق نطاقه، ثم يتم حساب درجة حرارة الهدف المقاس بواسطة مقياس الحرارة. يتناسب مقياس الحرارة أحادي اللون مع كمية الإشعاع داخل النطاق؛ يتناسب مقياس الحرارة ذو اللونين مع نسبة كمية الإشعاع في النطاقين.
نظام الأشعة تحت الحمراء
يتكون مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء من النظام البصري، والكاشف الكهروضوئي، ومضخم الإشارة، ومعالجة الإشارات، وإخراج العرض وأجزاء أخرى. يقوم النظام البصري بتجميع طاقة الأشعة تحت الحمراء المستهدفة ضمن مجال رؤيته. يتم تحديد حجم مجال الرؤية من خلال الأجزاء البصرية لمقياس الحرارة ومواضعها. يتم تركيز طاقة الأشعة تحت الحمراء على الكاشف الضوئي وتحويلها إلى إشارة كهربائية مقابلة. تمر الإشارة عبر مكبر الصوت ودائرة معالجة الإشارة، ويتم تحويلها إلى قيمة درجة حرارة الهدف المقاس بعد التصحيح وفقًا لخوارزمية المعالجة الداخلية للجهاز وانبعاثية الهدف.
يمكن تقسيم اختيار مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء إلى ثلاثة جوانب:
(1) مؤشرات الأداء مثل نطاق درجة الحرارة، وحجم البقعة، وطول موجة العمل، ودقة القياس، وزمن الاستجابة، وما إلى ذلك؛ الظروف البيئية وظروف العمل، مثل درجة الحرارة المحيطة، والنافذة، والعرض والإخراج، وملحقات الحماية، وما إلى ذلك؛ الخيارات الأخرى، مثل سهولة الاستخدام وأداء الصيانة والمعايرة والسعر، وما إلى ذلك، لها أيضًا تأثير معين على اختيار مقياس الحرارة.
(2) تحديد نطاق قياس درجة الحرارة. يعد نطاق قياس درجة الحرارة أهم مؤشر لأداء مقياس الحرارة. كل نموذج من أجهزة قياس الحرارة له نطاق قياس درجة الحرارة الخاص به. ولذلك، يجب أن يؤخذ نطاق درجة الحرارة التي تم قياسها بواسطة المستخدم في الاعتبار بدقة وشمولية، بحيث لا يكون ضيقًا جدًا أو واسعًا جدًا. وفقًا لقانون إشعاع الجسم الأسود، فإن التغير في الطاقة الإشعاعية الناجم عن درجة الحرارة في نطاق الطول الموجي القصير من الطيف سوف يتجاوز التغير في الطاقة المشعة الناجم عن خطأ الانبعاث. ولذلك، ينبغي استخدام الموجات القصيرة قدر الإمكان عند قياس درجة الحرارة.
(3) تحديد حجم الهدف. يمكن تقسيم موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء إلى موازين حرارة أحادية اللون ومقاييس حرارة مزدوجة اللون (مقاييس حرارة لونية إشعاعية) وفقًا لمبادئها. بالنسبة لمقياس الحرارة أحادي اللون، عند قياس درجة الحرارة، يجب أن تملأ المنطقة المستهدفة المقاسة مجال رؤية مقياس الحرارة. يوصى بأن يتجاوز حجم الهدف المقاس 50% من مجال الرؤية. إذا كان حجم الهدف أصغر من مجال الرؤية، فإن طاقة الإشعاع الخلفية سوف تدخل الإشارات المرئية والصوتية لمقياس الحرارة وتتداخل مع قراءة قياس درجة الحرارة، مما يسبب أخطاء. وفي المقابل، إذا كان الهدف أكبر من مجال رؤية مقياس الحرارة، فلن يتأثر مقياس الحرارة بالخلفية خارج منطقة القياس.
