مبدأ قياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بالألياف الضوئية
مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بالألياف الضوئية هو نوع من مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء. يُسمى أيضًا بيرومتر استشعار الألياف الضوئية، بالنسبة لمقياس الحرارة العادي بالأشعة تحت الحمراء، مبدأه الرئيسي هو أنه من خلال طريقة عدم الاتصال لاستشعار الجسم نفسه، ينبعث ضوء الأشعة تحت الحمراء للكشف عن درجة حرارة سطح الجسم. بالنسبة لمقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بالألياف البصرية، فإن الفرق بينه وبين مقياس الحرارة العادي بالأشعة تحت الحمراء هو من خلال الألياف الضوئية لنقل الأشعة تحت الحمراء إلى المستشعر، بحيث يمكن فصل مقياس الحرارة عن النظام البصري ونظام الدائرة.
مبدأ قياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بالألياف الضوئية
الأشعة تحت الحمراء هي واحدة من أكثر الأشعة الكهرومغناطيسية انتشارا في الطبيعة، حيث يقوم أي جسم في بيئة منتظمة بإنتاج جزيئاته وذراته بحركة غير منتظمة، وعدم توقف الإشعاع الحراري لطاقة الأشعة تحت الحمراء، وحركة الجزيئات والذرات كلما كانت الطاقة المشعة أكثر كثافة، كلما زادت الطاقة المشعة، والعكس صحيح، كلما زادت الطاقة المشعة أصغر. درجة حرارة الأجسام فوق الصفر المطلق، ستكون بسبب حركتها الجزيئية وتشع الأشعة تحت الحمراء.
لذلك، من خلال قياس طاقة الأشعة تحت الحمراء التي يشعها الجسم نفسه، سيكون قادرًا على تحديد درجة حرارة سطحه بدقة، والتي تعتمد على الأساس الموضوعي لقياس درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء. يتم تركيز طاقة الأشعة تحت الحمراء على الكاشف الضوئي وتحويلها إلى إشارة كهربائية مقابلة. يتم تصحيح الإشارة من خلال دوائر مكبر الصوت ومعالجة الإشارات وفقًا للخوارزميات الداخلية للجهاز وانبعاثية الهدف لقيمة درجة حرارة الهدف المراد قياسه. مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بالألياف الضوئية هو الضوء من خلال نقل الألياف الضوئية إلى المستشعر، وليس مباشرة من خلال العدسة التي تركز على المستشعر. بقية المبدأ هو نفس مقياس الحرارة العادي بالأشعة تحت الحمراء.
مزايا مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بالألياف البصرية
1، بسبب النظام البصري ونظام الدائرة بشكل منفصل، لذلك في التطبيقات الميدانية الصناعية، يمكن تركيب مقياس الحرارة في النظام البصري لبيئة درجة الحرارة العالية (يمكن أن يتحمل البيئة الميدانية 200 درجة)، ويمكن أن يكون لفترة طويلة العمل المستقر عبر الإنترنت. نظرًا لأن النظام البصري لا يحتوي على كهرباء، فإن تركيب الموقع الصناعي مقاوم تمامًا للانفجار. يمكن تركيب جزء الدائرة من البيرومتر في الداخل أو بعيدًا عن موقع درجة الحرارة المرتفعة، من خلال الجزء البصري والألياف الضوئية من الاتصال، بحيث يتجنب موقع قياس درجة الحرارة تداخل درجة الحرارة المرتفعة مع قياس درجة حرارة الجهاز.
2، لأن إشارة الأشعة تحت الحمراء لميزان الحرارة بالأشعة تحت الحمراء من الألياف البصرية تنتقل إلى المستشعر من خلال مادة خاصة من ألياف الأشعة تحت الحمراء، بحيث يركز مسار الضوء على الألياف، يمكن نقل حجم المقطع العرضي للألياف الضوئية فقط للبقعة إلى المستشعر من خلال الألياف الضوئية، مما يتجنب تركز مساحة كبيرة من الضوء مباشرة على المستشعر على المستشعر ليتأثر المستشعر باستقرار عمل المستشعر وتأثير العمر المتوقع. ومن خلال استخدام ألياف الأشعة تحت الحمراء لمواد خاصة، يمكنك فقط تحديد الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء المطلوبة من خلال الألياف، مما يقلل بشكل أكبر من الضوء على خبز المستشعر. ولذلك، فإن مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء الخفيفة مقارنة بمقياس الحرارة المدمج بالأشعة تحت الحمراء يتمتع باستقرار أفضل وعمر خدمة أطول.
مجالات التطبيق الرئيسية لميزان الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بالألياف البصرية
يتم استخدام مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء في الصناعة على نطاق واسع جدًا، والأكثر استخدامًا هو مقياس الحرارة المحمول بالأشعة تحت الحمراء ومقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء عبر الإنترنت. في الوقت الحاضر، مع النضج المتزايد لتكنولوجيا مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بالألياف البصرية، ومزاياها في المجال الصناعي بارزة بشكل متزايد، بدأ مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بالألياف الضوئية ببطء في استبدال قياس درجة الحرارة عبر الإنترنت لمقياس الحرارة المدمج بالأشعة تحت الحمراء، والذي يتم تطبيقه في مناسبات مختلفة في المجال الصناعي .
يعد مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بالألياف الضوئية حاليًا سوق التطبيقات الرئيسي في المجال الصناعي. نظرًا لأن استخدام مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء المكون من قطعة واحدة يعد أمرًا قاسيًا للغاية، فإنه بشكل عام للحفاظ على الجهاز مثبتًا في درجة الحرارة المحيطة لا تتجاوز 50 درجة مئوية في المناسبات، وإلا فسيكون ذلك بسبب تأثر مكونات الدائرة بدرجة الحرارة ويؤدي إلى تشويه القيمة المقاسة، أو حتى تلف الجهاز، وبالتالي فإن الاستخدام العام لمقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء من قطعة واحدة عبر الإنترنت في المجال الصناعي مجهز بمجموعات تبريد مبردة بالماء وغيرها من التدابير الوقائية، وتركيب المتاعب، والاستخدام التكلفة مرتفعة أيضًا. مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بالألياف الضوئية هو تصميم منقسم، ويتم تثبيت النظام البصري الأساسي المستقل لدرجة الحرارة (أي المسبار البصري) في موقع قياس درجة الحرارة؛ ويتم تثبيت متطلبات درجة الحرارة المحيطة الأكثر تطلبًا لمعالجة/عرض الإشارة في مكان بعيد عن موقع قياس درجة الحرارة، مما يضمن أن معالجة/عرض الإشارة تعمل دائمًا بشكل صحيح؛ في منتصف ألياف الأشعة تحت الحمراء من خلال ألياف ضوئية تعمل بالأشعة تحت الحمراء، سيتم إرسال إشارات الأشعة تحت الحمراء التي يتلقاها المسبار البصري إلى معالج الإشارات للمعالجة. معالج الإشارة للمعالجة. بهذه الطريقة، يتمتع الجهاز باستقرار وموثوقية على المدى الطويل، وسهل التركيب، بدون تبريد الماء وتدابير التبريد الأخرى، واستخدام معدات منخفضة التكلفة وسهلة الصيانة.
