หลักการของเครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดแบบไม่สัมผัสกับวัตถุ (Non-contact infrared thermometer)

เครื่องวัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัส

อุณหภูมิเป็นปริมาณทางกายภาพที่วัดได้บ่อยที่สุด อุณหภูมิมีบทบาทสำคัญเป็นตัวบ่งชี้สภาพของสินค้าหรือชิ้นส่วนของเครื่องจักรทั้งในการผลิตและในการควบคุมคุณภาพ การตรวจสอบอุณหภูมิที่ถูกต้องจะช่วยปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์และเพิ่มผลผลิต การหยุดทำงานจะลดลงเนื่องจากกระบวนการผลิตสามารถดำเนินการได้โดยไม่ต้องหยุดชะงักและภายใต้สภาวะที่เหมาะสม

เครื่องวัดอุณหภูมิ (thermometer) เป็นอุปกรณ์มาตราฐานมีสององค์ประกอบพื้นฐานที่สำคัญของอุปกรณ์นี้มีเซ็นเซอร์และตัวบ่งชี้ เซ็นเซอร์เป็นส่วนประกอบซึ่งความรู้สึกอุณหภูมิของร่างกายและตัวบ่งชี้ที่แสดงให้เห็นค่าของอุณหภูมิในระดับการสอบเทียบ เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดวัดอุณหภูมิของวัตถุโดยการวัดพลังงานอินฟราเรดปล่อยออกมาจากวัตถ​​ที่สะท้อนรังสีชนิดนี้ เทคโนโลยีอินฟราเรดไม่ได้เป็นปรากฏการณ์ใหม่ แต่ด้รับการใช้งานอย่างมากและประสบความสำเร็จในอุตสาหกรรม สำหรับการวิจัยนวัตกรรมใหม่ ๆ tมีการลดค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้นความน่าเชื่อถือ ปัจจัยเหล่านี้ได้นำเทคโนโลยีอินฟราเรดที่จะกลายเป็นพื้นที่ที่น่าสนใจสำหรับชนิดใหม่ของการใช้งานและผู้ใช้

เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดแบบไม่สัมผัสกับวัตถุ (Non-contact infrared thermometer)

เครื่องวัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัสเหล่านี้ทำงานบนหลักการที่ว่าวัตถุหรือร่างกายทั้งหมดให้รังสีอินฟราเรดออกมาในสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิ ดังนั้นการใช้เครื่องตรวจจับอินฟราเรดอุณหภูมินี้สามารถวัดได้ แต่มีปัญหาบางอย่างในการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้ในการปฏิบัติงานประจำวันของอุตสาหกรรม การออกแบบขั้นพื้นฐานที่สุดประกอบด้วยเลนส์ที่จะมุ่งเน้นอินฟราเรด (IR) พลังงานในการตรวจจับซึ่งจะแปลงพลังงานในการส่งสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถแสดงผลในหน่วยของอุณหภูมิหลังจากที่ถูกชดเชยสำหรับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ การกำหนดค่านี้อำนวยความสะดวกในการวัดอุณหภูมิจากระยะไกลโดยไม่ต้องติดต่อกับวัตถุที่จะวัด เช่นเครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดเป็นประโยชน์สำหรับการวัดอุณหภูมิภายใต้สถานการณ์ที่เทอร์โมหรือเซ็นเซอร์ชนิดหัววัดอื่น ๆ ที่ไม่สามารถนำมาใช้หรือไม่ได้ผลิตข้อมูลที่ถูกต้องสำหรับหลากหลายเหตุผล บางสถานการณ์โดยทั่วไปอยู่ที่วัตถุที่จะวัดมีการเคลื่อนไหว; ที่วัตถุที่ถูกล้อมรอบด้วยสนาม EM ในขณะที่เหนี่ยวนำความร้อน; ที่วัตถุที่มีอยู่ในสูญญากาศหรือควบคุมบรรยากาศอื่น ๆ หรือในการใช้งานที่ตอบสนองอย่างรวดเร็วเป็นสิ่งจำเป็น

วิธีการวัดอุณหภูมิอินฟราเรดทำงาน

อินฟราเรด (IR) พลังงานตรงบริเวณส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ความถี่ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าของรังสีอินฟราเรดต่ำกว่าช่วงความถี่ของแสงที่มองเห็นและที่ทำให้รังสีอินฟราเรดที่มองไม่เห็นตามนุษย์ ความยาวคลื่นของรังสีอินฟราเรดอยู่ระหว่าง 0.7 ไมครอนถึง 1000 ไมครอนแม้ว่าอุปกรณ์เหล่านี้สามารถวัดความยาวคลื่นมีรังสีในช่วงระหว่าง 0.7 ไมครอนถึง 14 ไมครอน อย่างไรก็ตามอุปกรณ์เหล่านี้ไม่สามารถวัดอุณหภูมิของอากาศเพราะการออกแบบที่เป็นเช่นนั้นเมื่อเซ็นเซอร์ของอุปกรณ์นี้รู้สึกรังสีจากเป้าหมายอากาศระหว่างเซ็นเซอร์และเป้าหมายไม่ควรทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิใด ๆ ในการวัดสุดท้าย .

สถานที่ให้บริการที่เรียกว่าการแผ่รังสีเป็นปัจจัยสำคัญในการวัดอุณหภูมิของอุปกรณ์ดังกล่าว Emissivity ถูกกำหนดให้เป็น “อัตราส่วนของความเข้มของรังสีที่ปล่อยออกมาจากพื้นผิวที่ความยาวคลื่นที่ระบุและทิศทางที่ปล่อยออกมาจากร่างกายสีดำภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน” ดังนั้นการแผ่รังสีของวัตถุดำคือ 1 การแผ่รังสีของวัตถุทั้งหมดช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 1. การพิจารณาสถานที่ให้บริการนี​​้มีสองประเภทหลักของร่างกาย

ร่างกายสีเทามี emissivity เดียวกันในช่วงความยาวคลื่นทั้งหมด

ร่างกายเทาไม่มี emissivity ซึ่งแตกต่างกันไปตามความยาวคลื่น การเปลี่ยนแปลงนี้จะทำให้เกิดปัญหาความถูกต้องในการตรวจวัดอุณหภูมิ นี้เกี่ยวข้องกับความสามารถของร่างกายในการดูดซับหรือสะท้อนรังสีเหตุการณ์ที่เกิดขึ้น ตามกฎ black ร่างกายดูดกลืนรังสีเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นทั้งหมดเพื่อให้รังสีเปล่งทั้งหมด เป็นผลมาจากความร้อนในร่างกายของตัวเอง พวกเขามีปัจจัย emissivity 1.0 แต่พื้นผิวมันวาวสะท้อนให้เห็นถึงจำนวนมากของรังสีเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นและ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการชดเชยคือปัจจัย emissivity พิเศษน้อยกว่า 1.0 นี้ไม่ได้เป็นวิทยาศาสตร์ที่แน่นอน มันไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะได้รับการอ่านในตู้เย็นที่รับความร้อนในร่างกายของ คุณเองที่สะท้อนจากพื้นผิวมันวาว

หลักการทำงาน

ฟังก์ชั่นพื้นฐานของอุปกรณ์เหล่านี้คือการจับพลังงานรังสีอินฟราเรดปล่อยออกมาจากร่างกายใด ๆ มีค่าอุณหภูมิเหนือศูนย์แน่นอน (0 เคลวิน) นี้เป็นเพราะทุกคนถูกสร้างขึ้นจากอะตอมและโมเลกุล สูงกว่าอุณหภูมิของร่างกายให้มากขึ้นจะมีการสั่นสะเทือนในโมเลกุลของร่างกายและการปล่อยรังสี ปรากฏการณ์ดังกล่าวข้างต้นเป็นที่รู้จักกันทางวิทยาศาสตร์เป็นกฎหมาย Stefan-Boltzmann ซึ่งระบุว่า “พลังงานรังสีทั้งหมดปล่อยออกมาจากร่างกายเป็นสัดส่วนกับอำนาจที่สี่ของอุณหภูมิสัมบูรณ์

EαT4

ที่ E เป็นพลังงานของรังสีทั้งหมด และ T คืออุณหภูมิสัมบูรณ์

Leave a Reply

You must be logged in to post a comment.