كيفية اختيار مقياس الحرارة المناسب بالأشعة تحت الحمراء بشكل صحيح؟
يتم تحديد الدقة البصرية بنسبة D إلى S، وهي نسبة المسافة D بين مقياس الحرارة والهدف إلى القطر S لنقطة القياس. إذا كان من الضروري تركيب مقياس الحرارة بعيدًا عن الهدف بسبب القيود البيئية والحاجة إلى قياس أهداف صغيرة، فيجب اختيار مقياس حرارة بصري عالي الدقة. كلما زادت الدقة البصرية، أي زيادة نسبة D: S، زادت تكلفة مقياس الحرارة.
تحديد نطاق الطول الموجي: تحدد الابتعاثية والخصائص السطحية للمادة المستهدفة الاستجابة الطيفية أو الطول الموجي لمقياس الحرارة. بالنسبة لمواد السبائك ذات الانعكاسية العالية، هناك انبعاثية منخفضة أو متفاوتة. في المناطق ذات درجات الحرارة المرتفعة، يكون الطول الموجي الأمثل لقياس المواد المعدنية هو الأشعة تحت الحمراء القريبة، حيث تتراوح الأطوال الموجية من 0.18 إلى 1.0 ميكرومتر. ويمكن اختيار الأطوال الموجية 1.6 ميكرومتر، و2.2 ميكرومتر، و3.9 ميكرومتر لنطاقات درجات الحرارة الأخرى. ونظرًا لكون بعض المواد شفافة عند طول موجي معين، فإن طاقة الأشعة تحت الحمراء يمكنها اختراق هذه المواد، ويجب اختيار أطوال موجية خاصة لهذا النوع من المواد. في حالة قياس درجة الحرارة الداخلية للزجاج، حدد أطوال موجية تبلغ 1.0 ميكرومتر، و2.2 ميكرومتر، و3.9 ميكرومتر (يجب أن يكون الزجاج المقاس سميكًا جدًا، وإلا فسوف يمر عبره)؛ قياس درجة الحرارة الداخلية للزجاج باستخدام الطول الموجي 5.0 ميكرومتر; يُنصح باختيار طول موجي قدره {{20}} ميكرومتر لمناطق القياس المنخفضة؛ على سبيل المثال، لقياس أفلام البلاستيك البولي إيثيلين، يتم تحديد طول موجي قدره 3.43 ميكرومتر، بينما بالنسبة لأفلام البوليستر، يتم تحديد طول موجة يبلغ 4.3 ميكرومتر أو 7.9 ميكرومتر. عندما يتجاوز السمك 0.4 ملم، اختر طول موجة يبلغ 8-14 ميكرومتر؛ على سبيل المثال، يتم قياس ثاني أكسيد الكربون في اللهب عند طول موجي ضيق النطاق قدره 4.24-4.3 ميكرومتر، ويتم قياس ثاني أكسيد الكربون في اللهب عند طول موجة ضيق النطاق يبلغ 4.64 ميكرومتر، ويتم قياس ثاني أكسيد الكربون في اللهب عند طول موجي قدره 4.47 ميكرو م.
تحديد زمن الاستجابة: يمثل زمن الاستجابة معدل تفاعل مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء للتغيرات في درجة الحرارة المقاسة، ويعرف بأنه الوقت اللازم للوصول إلى 95% من طاقة القراءة بعد *، ويرتبط بالثابت الزمني للكاشف الضوئي، الإشارة دائرة المعالجة، ونظام العرض. يمكن أن يصل وقت استجابة مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء الجديد من Raytek إلى 1 مللي ثانية. وهذا أسرع بكثير من طريقة قياس درجة حرارة التلامس. إذا كانت سرعة حركة الهدف سريعة جدًا أو عند قياس الأهداف سريعة التسخين، فيجب اختيار مقياس حرارة يعمل بالأشعة تحت الحمراء سريع الاستجابة، وإلا فلن يتمكن من تحقيق استجابة كافية للإشارة وسيقلل من دقة القياس. ومع ذلك، لا تتطلب جميع التطبيقات أجهزة قياس حرارة تعمل بالأشعة تحت الحمراء سريعة الاستجابة. عندما يكون هناك جمود حراري في عملية حرارية ثابتة أو مستهدفة، يمكن تخفيف زمن استجابة مقياس الحرارة. ولذلك، ينبغي تكييف اختيار وقت الاستجابة لمقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء مع حالة الهدف الذي يتم قياسه.
وظيفة معالجة الإشارة: على عكس العمليات المستمرة، يتطلب قياس العمليات المنفصلة (مثل إنتاج الأجزاء) أن يكون لمقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء وظائف معالجة الإشارة (مثل الاحتفاظ بالذروة، وإمساك الوادي، والقيمة المتوسطة). عند قياس درجة حرارة الزجاج على الحزام الناقل، من الضروري الحفاظ على قيمة الذروة وإرسال إشارة الخرج لدرجة حرارته إلى وحدة التحكم.
اعتبارات الظروف البيئية: إن الظروف البيئية التي يتواجد فيها مقياس الحرارة لها تأثير كبير على نتائج القياس، وينبغي مراعاتها ومعالجتها بشكل مناسب، وإلا فإنها قد تؤثر على دقة قياس درجة الحرارة وحتى تسبب ضرراً لمقياس الحرارة. عندما تكون درجة الحرارة المحيطة مرتفعة جدًا ويوجد غبار ودخان وبخار، يمكن اختيار الملحقات مثل الأكمام الواقية وتبريد المياه وأنظمة تبريد الهواء ومنفاخات الهواء التي توفرها الشركة المصنعة. يمكن لهذه المرفقات معالجة التأثيرات البيئية بشكل فعال وحماية مقياس الحرارة، مما يحقق قياسًا دقيقًا لدرجة الحرارة. عند تحديد المرفقات، ينبغي طلب خدمات موحدة قدر الإمكان لتقليل تكاليف التركيب. عندما يقلل الدخان أو الغبار أو الجزيئات الأخرى من إشارة طاقة القياس، فإن مقياس الحرارة ثنائي اللون هو الخيار الأفضل. في ظل الضوضاء، أو المجالات الكهرومغناطيسية، أو الاهتزازات، أو الظروف البيئية التي يصعب الوصول إليها، أو غيرها من الظروف القاسية، فإن موازين الحرارة ذات اللون المزدوج المصنوعة من الألياف الضوئية هي الخيار الأفضل.
في تطبيقات المواد المختومة أو الخطرة (مثل الحاويات أو الصناديق المفرغة)، تتم ملاحظة مقياس الحرارة من خلال النافذة. يجب أن تتمتع المادة بقوة كافية وأن تكون قادرة على المرور عبر نطاق الطول الموجي العامل لمقياس الحرارة المستخدم. ومن الضروري أيضًا تحديد ما إذا كان المشغل يحتاج إلى المراقبة من خلال النافذة، لذلك يجب اختيار مواضع التثبيت المناسبة ومواد النافذة لتجنب التداخل المتبادل. في تطبيقات قياس درجات الحرارة المنخفضة، عادةً ما يتم استخدام مواد Ge أو Si كنوافذ، وهي غير شفافة للضوء المرئي ولا يمكن رؤيتها بالعين البشرية من خلال النافذة. إذا احتاج المشغل إلى المرور عبر هدف النافذة، فيجب استخدام المواد البصرية التي تنقل الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي. على سبيل المثال، يجب استخدام المواد البصرية التي تنقل الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي، مثل ZnSe أو BaF2، كمواد نافذة.
