نحوه کار و عملکرد سنسور لیزری دما

سنسور لیزری دما چگونه کار می کند؟

 

دماسنج های مادون قرمز (IR) برای اندازه گیری دما در طیف وسیعی از محیط های صنعتی و پزشکی مفید هستند. این دستگاه های اندازه گیری دما بدون تماس ،در شرایطی که جسم ظریف  است و یا نزدیک شدن به آن خطرناک است، یا زمانی که انواع دیگر دماسنج ها پاسخگو نیستند، به خوبی عمل می کنند. دماسنج های مادون قرمز از مفهوم تابش مادون قرمز برای تعیین دمای سطح اجسام بدون هیچ گونه تماس فیزیکی استفاده می کنند پس اگر دریابیم که تشعشعات مادون قرمز چیست می توانیم درک بهتری از نحوه کار دماسنج های IR داشته باشیم.

اشعه مادون قرمز:

 

هر جسمی که در دمای صفر مطلق نیست، اتم های درون آن در حال حرکت هستند. سرعت حرکت این اتمها با دمای آن ارتباط مستقیم دارد. هر چه دما بالاتر باشد، حرکت مولکول ها سریعتر خواهد بود. این مولکول های متحرک انرژی را به شکل تابش مادون قرمز ساطع می کنند. طول موج این تابش بیشتر از طول موج نور مرئی است به همین دلیل ما قادر به دیدن آن با چشم غیرمسلح نیستیم. با این حال، اگر جسم بیش از حد داغ شود، تابش می تواند وارد طیف مرئی شود. یک فلز داغ که به صورت قرمز یا حتی گاهی اوقات سفید می درخشد یکی از نمونه های آن است. در حالی که ممکن است نتوانیم تشعشعات فروسرخ را ببینیم، اما همچنان می توانیم آن را به شکل گرما حس کنیم. گرمایی که ما از نور خورشید، رادیاتور یا آتش احساس می کنیم همه نمونه هایی از تشعشعات فروسرخ هستند. این  همان گرمایی است که دماسنج های مادون قرمز برای اندازه گیری دمای اجسام تشخیص می دهند.

 

نحوه کار دماسنجهای مادون قرمز:

 

همانگونه که نور مرئی امکان متمرکز شدن و جذب و یا بازتاب دارد نور مادون قرمز نیست همین ویژگیها را دارا می باشد.بنابراین دماسنجهای مادون قرمز از یک لنز برای متمرکز کردن نور مادون قرمز ساطع شده از جسم بر روی آشکارساز معروف به ترموپیل استفاده می کنند. ترموپیل هم چیزی نیست جز ترموکوپل هایی که به صورت سری یا موازی به هم متصل شده اند. هنگامی که اشعه مادون قرمز روی سطح ترموپیل می تابد،توسط ترموپیل جذب می شود و به گرما تبدیل می شود و ولتاژ خروجی متناسب با انرژی فروسرخ بازتاب شده تولید می شود. آشکارساز از این خروجی برای تعیین دما استفاده می کند که روی صفحه نمایش داده می شود.در حالی که تمام این پروسه پیچیده به نظر می رسد اما تنها چند ثانیه طول می کشد که دما سنج مادون قرمز دما را ثبت کند و به صورت واحد مورد نظر روی صفحه نمایش نشان دهد.

فاکتورهایی که باید هنگام انتخاب ترمومتر مادون قرمز در نظر بگیریم:

 

دقت:

 

مهمترین فاکتور هر دماسنج دقت آن است. برای دماسنج های مادون قرمز، دقت به نسبت فاصله به نقطه آن (نسبت D/S) بستگی دارد. این نسبت نشان دهنده حداکثر فاصله از جایی است که دماسنج می تواند یک سطح خاص را ارزیابی کند. به عنوان مثال، اگر شما نیاز به اندازه گیری دمای سطح یک منطقه 4 اینچی با یک دماسنج IR با نسبت D/S 8:1 دارید، حداکثر فاصله از جایی که می توانید دما را به طور دقیق ثبت کنید 32 اینچ خواهد بود  به این معنی که با نسبت های بزرگتر می توانید دما را از فاصله دورتری اندازه گیری کنید. با این حال، مساحت سطح نیز با افزایش فاصله افزایش می یابد.

 

ضریب تابش:

 

ضریب تابش نشان می دهد که یک دماسنج چه مقدار انرژی مادون قرمز را می تواند در یک زمان منتشر کند. دماسنج‌های مادون قرمز با قابلیت ضریب تابش نزدیک‌تر به 1.00 می‌توانند مواد بیشتری را نسبت به دماسنج‌هایی با میزان انتشار کمتر بخوانند زیرا هر ماده ای با جنس متفاوت نیاز به مقدار تابش متفاوتی دارد بنابراین بهتر است  یک دماسنج که دارای ضریب انشتار قابل تنظیم باشد را انتخاب کنید تا مقدار انرژی مادون قرمز ساطع شده را تغییر دهید و انرژی منعکس شده توسط مواد را با توجه به اندازه گیری دما جبران کنید.

رنج دما:

 

محدوده دمایی دماسنج مادون قرمز بر کاری که می توانید با آن انجام دهید تأثیر می گذارد. ممکن است بخواهید یک دماسنج IR با دامنه دمایی وسیع برای ثبت فرآیندهای مختلف با دماهای مختلف تهیه کنید در حالی که یک دماسنج مادون قرمز با محدوده دمایی کوچک در جایی که وضوح  و دقت بالاتر برای اطمینان از کنترل دمای مناسب یک فرآیند خاص ضروری است، بهتر است.

 

سرعت قرائت و یا زمان پاسخگویی:

 

سرعت پاسخگویی آن زمانی است که طول می کشد تا دماسنج پس از شروع فرآیند قرائت ،یک خوانش صحیح را نمایش دهد. این فاکتور هنگام اندازه گیری دمای یک جسم متحرک یا در مواردی که اجسام به سرعت گرم می شوند ضروری است.

 

طراحی:

 

ترمومترهای مادون قرمز باید دارای طراحی صحیح و مناسب برای انواع کارکردها باشند. دماسنج های بدون لنز و عدسی فرنل به دلیل ساختار پلیمری بادوام هستند که آنها را ایمن نگه می دارد. در حالی که دماسنج‌های لنز میکا به بدنه مقاومتر و یک کیف حمل در طراحی خود نیاز دارند تا از ترک خوردن لنز جلوگیری شود.

 

نور پس زمینه:

 

صفحه نمایش با نور پس زمینه، خواندن  مقادیر روی صفحه نمایش دماسنج را حتی در شرایط نوری نامطلوب آسان تر می کند.

 

ضمانتنامه:

 

گارانتی یک ویژگی ضروری در دماسنج ها است، زیرا شکننده هستند یا حتی ممکن است معیوب باشند. دماسنج‌های بدون لنز و فرنل ارزان‌تر از دماسنج‌های عدسی میکا هستند که می‌تواند سرمایه‌گذاری بهتری باشند. اگر دماسنج گران قیمتی می خرید، دماسنج همراه با گارانتی سازنده را تهیه کنید.

به طور خلاصه:

 

استفاده از دماسنج های مادون قرمز در مواقعی که خواندن دمای سطحی بسیار خطرناک و تقریبا غیر قابل دسترسی می باشد ضروی است. به وسییه فرآیند پیچیده داخلی، این دماسنج ها نتایج سریعی را ارائه می دهند و استفاده از آنها ساده است. با این حال، قبل از انتخاب یک دماسنج IR، سعی کنید محدوده دما و کاربرد خود را بدانید و همچنین، مطمئن شوید که از دستگاه به درستی و در مکان مناسب استفاده کنید تا نتایج دقیق را به دست آورید.

mohammadnosouhi
ارسال دیدگاه