مبدأ ومزايا مستشعر درجة حرارة عدم الاتصال
يُعرف مستشعر درجة حرارة التلامس ، الذي لا يتلامس العنصر الحساس للكائن المقاس ، أيضًا باسم أداة قياس درجة حرارة عدم الاتصال. يمكن استخدام هذه الأداة لقياس درجة حرارة سطح الكائنات المتحركة ، والأهداف الصغيرة ، والأشياء ذات السعة الحرارية الصغيرة أو التغيرات في درجة الحرارة السريعة (العابرة) ، وكذلك لقياس توزيع درجة الحرارة لحقل درجة الحرارة.
تستند أجهزة استشعار درجة الحرارة ، وهي أدوات قياس درجة الحرارة الأكثر استخدامًا بشكل شائع ، على القانون الأساسي للإشعاع الأسود وتسمى أدوات قياس درجة حرارة الإشعاع. تشمل طرق قياس درجة حرارة الإشعاع طريقة السطوع (انظر البيرومتر البصري) ، وطريقة الإشعاع (انظر البيرومتر الإشعاعي) ، وطريقة ملونة (انظر مقياس الحرارة اللونية). يمكن لطرق قياس درجة حرارة الإشعاع المختلفة قياس درجة الحرارة الضوئية المقابلة أو درجة حرارة الإشعاع أو درجة حرارة اللون. فقط درجة الحرارة المقاسة للجسم الأسود (كائن يمتص كل الإشعاع ولكنه لا يعكس الضوء) هي درجة الحرارة الحقيقية. لتحديد درجة الحرارة الحقيقية للكائن ، من الضروري تصحيح انبعاث سطح المادة. لا يعتمد انبعاث السطح للمواد ليس فقط على درجة الحرارة وطول الموجة ، ولكن أيضًا على حالة السطح والطلاء والبنية المجهرية ، مما يجعل من الصعب قياسها بدقة. في الإنتاج الآلي ، من الضروري في كثير من الأحيان استخدام القياس الحراري للإشعاع لقياس أو التحكم في درجة حرارة سطح بعض الكائنات ، مثل درجة حرارة تدحرج شريط الصلب ، ودرجة حرارة لفة ، وتزوير درجة حرارة ، ودرجة حرارة المعادن المنصهرة المختلفة في أفران الصهر أو البوتقات في المعادن.
في هذه المواقف المحددة ، يكون قياس انبعاث سطح الكائن أمرًا صعبًا للغاية. للقياس التلقائي والتحكم في درجة حرارة السطح الصلبة ، يمكن استخدام مرايا إضافية لتشكيل تجويف الجسم الأسود مع السطح المقاس. يمكن أن يؤدي تأثير الإشعاع الإضافي إلى زيادة الإشعاع الفعال ومعامل الانبعاثات الفعال للسطح المقاس. باستخدام معامل الانبعاثات الفعال لضبط درجة الحرارة المقاسة من خلال الأدوات ، يمكن الحصول على درجة الحرارة الحقيقية للسطح المقاس. العاكس الإضافي الأكثر نموذجية هو عاكس نصف كروي. يمكن أن ينعكس الإشعاع المنتشر على السطح بالقرب من وسط الكرة مرة أخرى إلى السطح بواسطة المرآة نصف كروية ، مما يشكل إشعاعًا إضافيًا ، مما يزيد من معامل الانبعاثات الفعال. في الصيغة ، ε هو انبعاث السطح للمادة ، و ρ هو انعكاس العاكس. أما بالنسبة لقياس الإشعاع لدرجة الحرارة الحقيقية للغاز والوسائط السائلة ، يمكن استخدام طريقة إدخال أنبوب مادة مقاوم للحرارة لعمق معين لتشكيل تجويف من الجسم الأسود. احسب معامل الانبعاث الفعال للتجويف الأسطواني بعد الوصول إلى التوازن الحراري مع الوسط. في القياس التلقائي والتحكم ، يمكن استخدام هذه القيمة لتصحيح درجة حرارة أسفل الغرفة المقاسة (أي درجة حرارة متوسطة) والحصول على درجة الحرارة الحقيقية للوسيط.
