وبلاگ معرفی محصولات هانیانگ
پایرومتر (ترمومتر مادون قرمز) چیست؟
فروردین
پیرومتری یا اندازه گیری دما بدون تماس با توجه به دقت و سرعت بالای آن و مزایای خاص و اقتصادی بطور پیوسته در انواع صنایع و طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده باشد. سوالی که اینجا مطرح می شود این است که چگونه اندازه گیری دما بدون تماس فیزیکی امکان پذیر است ؟
هر جسمی که دمای آن بالای صفر مطلق باشد (-273.15 درجه سانتیگراد) تابش ساطع می کند که انتشار گرمایی نامیده می شود . این تشعشع عمدتا به دما بستگی دارد. عبارت “تابش مادون قرمز” نیز به دلیل طول موج هایی است که در بالای ناحیه مرئی قرار دارد نور قرمز در طیف الکترو مغناطیسی یعنی در محدوده مادون قرمز می باشد.
دما فاکتور تعیین کننده تابش و انرژی است. اشعه مادون قرمز انرژی را انتقال می دهد. این انرژی تابشی برای کمک به تعیین درجه حرارت استفاده می شود. مشابه اصل انتقال امواج رادیویی بی سیم جائی که انرژی ساطع شده از فرستنده توسط گیرنده از طریق آنتن دریافت شده و سپس تبدیل به امواج صوتی می شود و تابش گرمایی (گرمای تابش شده) از جسم توسط سنسور دریافت شده و به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود. این بدان معنی است که اندازه گیری های غیر تماسی از طریق انرژی ساطع شده از یک جسم استفاده می کنند . ابزاریا اینسترومنتهایی که تعیین دمای جسم را به این روش انجام می دهند به نام دما سنج تابشی ، پایرومترهای تابشی (تشعشعی) نامیده می شوند.
اساسا پایرومتری (پیرومتری) یک روش اندازه گیری کاملا بصری است. آهنگران و کارگران صنایع فولاد با تجربه می توانند با دقت شگفت انگیزی دمای فلز را با روشنایی ورنگ جسم اندازه گیری کنند.
اولین پیرومتر ها قادر بودند فقط تابش مرئی از جسم را اندازه گیری کنند از آنجایی که تشعشع تنها زمانی قابل مشاهده است که جسم قرمز داغ شده باشد به همین دلیل پیرومتر اولیه فقط برای اندازه گیری دما های بالا مناسب بوده است ولی پیشرفتهای تکنولوژی امروز این امکان را فراهم کرده است که دماهای زیر صفر را نیز بدون تماس فیزیکی با جسم مورد اندازه گیری انجام دهد.
امروزه تصور تولید صنعتی در فرآیندها و کنترل فرآیند بدون پیرومتری دشوار است.در ساخت شیشه ، پردازش فلزات یا تولید مواد غذایی ، انواع صنایع از جمله صنعت شیشه/ صنعت فلزات/ صنعت مواد غذایی درجه حرارت همیشه یکی از مهمترین پارامترهای فرایند می باشد . رشد سریع در موفقیت پیرومتری باعث شد که این روش مزایای بسیاری نسبت به برقراری تماسی ( تماس فیزیکی ) ارائه دهد.
مزایای پایرومتری
- زمان پاسخگویی سریع
- اندازه گیری های بدون تداخل
- قابلیت اندازه گیری اجسام متحرک
- قابلیت اندازه گیری اشیائی که دسترسی به انها از طریق سنسور های تماسی غیر ممکن است.
1. زمان پاسخگویی سریع:
پایرومتر ها سیکل سازگاری و آداپته (انطباق) بسیار کوتاهی دارند . با روش های برقراری تماس فیزیکی یک پروب درجه حرارت را در تماس با هدف یا شی انجام می دهد که پروب باید ابتدا به همان دما برسد همانند شی اندازه گیری شده و این فرایند بعلت هدایت حرارتی مدتی طول می کشد. اما در مقابل پیرومتر در کسری از ثانیه تابش را اندازه گیری کرده و دمای صحیح را نشان می دهد.
2. اندازه گیری بدون تداخل:
برای اندازه گیری دما ، یک پیرومتر تابشی از بخشی از انرژی که توسط جسم ساطع می شود استفاده می کند . این بدان معنی است که عمل اندازه گیری خود بر دمای جسم تاثیر نمی گذارد . یک دما سنج تماسی ابتدا باید به درجه حرارت جسم در نقطه تماس برای بدست آوردن یک مقدار درست دما برسد. این فرایند گرما را از جسم می گیرد که ممکن است دما در نقطه اندازه گیری تغییر دهد . با روش های اندازه گیری بدون تماس یا غیر تماسی ، سنسور ها نمی توانند آسیب ببینند یا از بین بروند همانند شرایطی که در استفاده از ترموکوپل ها اتفاق می افتد. به همین دلیل عمر مفید یک ابزار اندازه گیری غیر تماسی به طور قابل توجهی طولانی تر از ترموکوپل است که در معرض فرسایش و پارگی هستند.
3. قابلیت اندازه گیری اجسام متحرک:
زمان پاسخگویی سریع پیرومترها موجب شده تا اندازه گیری دما را از اجسام متحرک به طور دقیق تعیین کنند. دماسنج های تماسی ممکن است بر دما تاثیر بگذارند خواندن دما به علت گرمای اصطحکاک ناشی از خراش دادن پروب دما روی سطح تاثیر می گذارد همچنین هیچ نقطه یا سوراخی برای اندازه گیری دمای هدف شی مورد نیاز نیست.
4. قابلیت اندازه گیری اشیایی که دسترسی به آنها از طریق سنسور های تماسی غیر ممکن است:
4.1 اشیا کوچک : پایرومترها می توانند برای سنجش دمای اجسامی که بسیار کوچک هستند نیز استفاده شوند و تعیین دمای این اجسام را آسان می کنند. امروزه اندازه گیری دمای دقیق اجسام به اندازه قطر 0.1 میلی متر امکان پذیراست . به خطای ناشی از هدایت گرمایی یک پروب تماسی هنگام اندازه گیری دمای اجسام کوچک توجه داشته باشید
کاربرد : بعنوان مثال برای اندازه گیری های سیم های نازک بسیار قابل اطمینان هستند .
4.2 دمای بالا: از طریق این پایرومترها می توان برای تعیین دماهای بسیار بالای اجسام استفاده کرده زیرا تماس مستقیم با منبع گرمایی وجود ندارد . بعنوان مثال ترموکوپل نیکل-کروم در دمای 300 درجه سانتیگراد دچار تغییرات فیزیکی می شود و به همین دلیل قادر به ارائه خوانش های تکرار پذیر نیستند .
کاربرد: بعنوان مثال در آهنگری قطعات فولاد
4.3 مواد تهاجمی: با استفاده از این پایرومترها می توان مواد تهاجمی را بدون تماس و بدون آسیب دیدن سنسور اندازه گیری کرد .
کربرد: بعنوان مثال اسید ها در فرایند های شیمیایی
4.4 اشیاء غیر قابل دسترس: اجسام صعب العبور را می توان با استفاده از پایرومترها اندازه گیری کرد زیرا بسیار فشرده هستند و تقریبا قابل نصب در هر جائی و فقط نیاز به یک خط دید بدون مانع برای شی مورد سنجش نیاز دارند .
کاربرد: بعنوان مثال برای اندازه گیری دمای فلز در یک سیم پیچ القائی.
4.5 فواصل طولانی : مسافتهای طولانی را می توان با کمک واحد های نوری مناسب تعیین کرد.
4.6 کاربرد: بعنوان مثال برای نظارت بر شعله های ازمایشی
سایر کاربردها:
• دمای ترمینالهای داخل کابینت تابلو برق
• پلاستیکهای لایه نازک
• اندازه گیری دما در کوره ها و اتاقهای خلاء
