كيفية اختيار مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بشكل صحيح يمكن تقسيمه إلى ثلاثة جوانب ：

يمكن تقسيم اختيار مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء إلى ثلاثة جوانب:

(1) مؤشرات الأداء ، مثل نطاق درجة الحرارة ، وحجم البقعة ، وطول موجة العمل ، ودقة القياس ، والنافذة ، والعرض والإخراج ، ووقت الاستجابة ، وملحقات الحماية ، إلخ ؛

(2) الظروف البيئية وظروف العمل ، مثل درجة حرارة البيئة ، والنوافذ ، والعرض والإخراج ، وملحقات الحماية ، إلخ ؛

(3) الخيارات الأخرى ، مثل راحة الاستخدام والصيانة وأداء المعايرة والسعر ، لها أيضًا تأثير معين على اختيار موازين الحرارة.

مع تطور التكنولوجيا والتطوير المستمر ، يوفر أفضل تصميم وتقدم جديد لمقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء للمستخدمين وظائف مختلفة وأدوات متعددة الأغراض ، ويوسع اختيار الفضاء. خيارات أخرى ، مثل سهولة الاستخدام ، وأداء الصيانة والمعايرة ، والسعر ، وما إلى ذلك. عند اختيار نموذج مقياس الحرارة ، يجب تحديد متطلبات القياس أولاً ، مثل درجة حرارة الهدف الذي يتم قياسه ، وحجم الهدف الذي يتم قياسه ، مسافة القياس ، مادة الهدف ، بيئة الهدف ، سرعة الاستجابة ، دقة القياس ، المحمول أو عبر الإنترنت ، إلخ ؛ عند المقارنة بين الأنواع المختلفة الحالية من موازين الحرارة ، يجب اختيار نماذج الأجهزة التي يمكن أن تلبي المتطلبات المذكورة أعلاه ؛ يتم اختيار أفضل تطابق في الأداء والوظيفة والسعر من بين العديد من الطرز التي يمكنها تلبية المتطلبات المذكورة أعلاه.

حدد نطاق درجة الحرارة

تحديد نطاق درجة الحرارة: نطاق درجة الحرارة هو أهم مؤشر أداء لميزان الحرارة. على سبيل المثال ، تغطي منتجات Raytek (Raytek) نطاقًا يتراوح بين -50 - +3000 ℃ ، ولكن لا يمكن القيام بذلك عن طريق نوع من ترمومتر الأشعة تحت الحمراء. كل نوع من أنواع موازين الحرارة له نطاق درجة الحرارة الخاص به. لذلك ، يجب أن يكون نطاق درجة حرارة المستخدم دقيقًا وشاملاً ، وليس ضيقًا جدًا ولا واسعًا جدًا. وفقًا لقانون إشعاع الجسم الأسود ، فإن التغير في طاقة الإشعاع الناتج عن درجة الحرارة في النطاق القصير من الطيف سوف يتجاوز تغير طاقة الإشعاع الناتج عن خطأ الانبعاث. لذلك ، يجب اختيار الموجة القصيرة قدر الإمكان في قياس درجة الحرارة. بشكل عام ، كلما كان نطاق قياس درجة الحرارة أضيق ، زادت دقة إشارة خرج درجة حرارة المراقبة ، وكان من الأسهل حل الدقة والموثوقية. سيتم تقليل دقة قياس درجة الحرارة إذا كان نطاق درجة الحرارة عريضًا جدًا. على سبيل المثال ، إذا كانت درجة الحرارة المستهدفة 1000 درجة مئوية ، فحدد ما إذا كانت محمولة أو متصلة بالإنترنت ، إذا كانت محمولة. هناك العديد من الطرز التي تلبي درجة الحرارة هذه ، مثل 3ilr3 و 3i2m و 3i1m. إذا كانت دقة القياس هي الدقة الرئيسية ، فمن الأفضل اختيار نموذج 2m أو 1m. إذا تم تحديد نوع 3ilr ، فسيكون نطاق قياس درجة الحرارة عريضًا جدًا ، ويكون أداء قياس درجة الحرارة المرتفعة أسوأ ؛ إذا كان المستخدم يعتني بدرجة الحرارة المنخفضة المستهدفة بالإضافة إلى هدف قياس 1000 درجة مئوية ، فيجب تحديد 3ilr3.

تحديد حجم الهدف

وفقًا للمبدأ ، يمكن تقسيم مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء إلى ميزان حرارة أحادي اللون ومقياس حرارة ملونين (مقياس حرارة الإشعاع اللوني). بالنسبة لميزان الحرارة أحادي اللون ، عند قياس درجة الحرارة ، يجب ملء المنطقة المستهدفة المراد قياسها بمجال رؤية الترمومتر. يُقترح أن يتجاوز حجم الهدف المقاس 50٪ من مجال الرؤية. إذا كان الحجم المستهدف أصغر من مجال الرؤية ، فإن طاقة إشعاع الخلفية ستدخل رمز الصوت المرئي لميزان الحرارة للتداخل مع قراءة قياس درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى حدوث أخطاء. على العكس من ذلك ، إذا كان الهدف أكبر من مجال رؤية مقياس الحرارة ، يتم تحديده من خلال نسبة طاقة الإشعاع في نطاقي أطوال موجية مستقلين. لذلك ، عندما يكون الهدف صغيرًا وليس مليئًا بمجال الرؤية ، يوجد دخان وغبار وحاجز في مسار القياس ، وتكون طاقة الإشعاع ضعيفة ، فلن يكون لها تأثير كبير على نتائج القياس. بالنسبة للأهداف الصغيرة والمتحركة أو الاهتزازية ، تعد موازين الحرارة اللونية هي الخيار الأفضل. وذلك لأن قطر الضوء صغير ومرن ، ويمكن تحميل طاقة إشعاع الإرسال في القنوات المنحنية والمحصورة والمطوية.

بالنسبة لميزان الحرارة ثنائي اللون Raytek (Raytek) ، فهو غير مملوء بالحقل. عند وجود دخان وغبار وحاجز في مسار القياس ، لن تتأثر طاقة الإشعاع. حتى إذا تم تقليل الطاقة بنسبة 95٪ ، يمكن ضمان دقة قياس درجة الحرارة المطلوبة. للهدف الصغير والمتحرك أو الاهتزاز ؛ في بعض الأحيان يتحرك في مجال الرؤية أو قد يتم إزالته جزئيًا من مجال الرؤية. في ظل هذه الحالة ، يعد استخدام مقياس حرارة ثنائي اللون هو الخيار الأفضل. إذا كان لا يمكن توجيه الهدف ومقياس الحرارة بشكل مباشر ، فإن مقياس حرارة الألياف البصرية ثنائي اللون هو الخيار الأفضل في حالة قناة القياس المنحنية والضيقة والمقيدة. هذا بسبب صغر قطره ومرونته ، يمكنه تحميل طاقة الإشعاع في القنوات المنحنية والمحصورة والمطوية ، بحيث يمكنه قياس الهدف الذي يصعب الاقتراب منه ، في ظل ظروف سيئة أو بالقرب من المجال الكهرومغناطيسي.

تحديد معامل المسافة (الدقة البصرية)

يتم تحديد معامل المسافة بنسبة d: s ، أي نسبة المسافة d من المسبار إلى هدف مقياس الحرارة وقطر الهدف الذي يتم قياسه. إذا كان يجب تركيب مقياس الحرارة بعيدًا عن الهدف بسبب محدودية الظروف البيئية ، ويجب قياس أهداف صغيرة ، يجب اختيار مقياس الحرارة عالي الدقة. كلما زادت الدقة الضوئية ، أي كلما زادت نسبة d: s ، ارتفعت تكلفة مقياس الحرارة. نطاق مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء Raytek d: s يتراوح من 2: 1 (معامل المسافة المنخفضة) إلى أعلى من 300: 1 (معامل المسافة العالية). إذا كان مقياس الحرارة بعيدًا عن الهدف وكان الهدف صغيرًا ، فيجب اختيار مقياس الحرارة ذو معامل المسافة العالية. بالنسبة لأداة قياس درجة الحرارة ذات البعد البؤري الثابت ، فإن البقعة هي الموضع الأدنى في بؤرة النظام البصري ، وستزداد البقعة القريبة والبعيدة عن البؤرة. هناك نوعان من معاملات المسافة. لذلك ، من أجل قياس درجة الحرارة بدقة في المسافة القريبة من البؤرة وبعيدًا عنها ، يجب أن يكون الحجم المستهدف المقاس أكبر من حجم البقعة عند التركيز. يحتوي مقياس درجة الحرارة على الحد الأدنى من موضع التركيز البؤري ، والذي يمكن تعديله وفقًا للمسافة إلى الهدف. إذا لم يتم زيادة فتحة الاستقبال ، فمن الصعب زيادة معامل المسافة d: s ، مما سيزيد من تكلفة الجهاز.

حدد مدى الطول الموجي

تحدد خصائص الانبعاث والسطح للمواد المستهدفة أن الطول الموجي المقابل لميزان الحرارة له انبعاث منخفض أو متغير لمواد السبائك عالية الانعكاسية. في منطقة درجات الحرارة المرتفعة ، يكون أفضل طول موجي لقياس المواد المعدنية بالقرب من الأشعة تحت الحمراء ، ويمكن اختيار 0.8-1.0 ميكرومتر. يمكن تحديد مناطق درجة الحرارة الأخرى مثل 1.6 ميكرومتر و 2.2 ميكرومتر و 3.9 ميكرومتر لأن بعض المواد شفافة عند طول موجي معين ، سوف تخترق طاقة الأشعة تحت الحمراء هذه المواد ، لذلك يجب اختيار الطول الموجي الخاص لهذه المادة. على سبيل المثال ، يتم اختيار الطول الموجي البالغ 1.0 ميكرومتر و 2.2 ميكرومتر و 3.9 ميكرومتر (يجب أن يكون الزجاج المراد قياسه سميكًا أو سيمر من خلاله) لقياس درجة الحرارة الداخلية للزجاج ؛ درجة حرارة سطح الزجاج 5.0 ميكرومتر ؛ مساحة قياس درجة الحرارة هي 8-14 ميكرومتر على سبيل المثال ، يتم اختيار 3.43 ميكرون لقياس فيلم بلاستيك البولي إيثيلين ، 4.3 ميكرون أو 7.9 ميكرون للبوليستر ، و8-14 ميكرون للبوليستر بسماكة أكثر من 0.4 ملم. على سبيل المثال ، يبلغ النطاق الضيق من ثاني أكسيد الكربون في اللهب 4.64 ميكرومتر ، و NO2 في اللهب هو 4.47 ميكرومتر.

حدد وقت الاستجابة

وقت الاستجابة هو سرعة تفاعل مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء لتغير درجة الحرارة المقاسة ، والذي يُعرَّف بأنه الوقت اللازم للوصول إلى 95٪ من طاقة القراءة النهائية. إنه مرتبط بالثابت الزمني للكاشف الضوئي ودائرة معالجة الإشارات ونظام العرض. يمكن أن يصل وقت استجابة النوع الجديد من مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء Raytek إلى 1ms. هذا أسرع بكثير من طرق نوع الاتصال. إذا كان الهدف يتحرك بسرعة أو يقيس الهدف بالتسخين السريع ، فمن الضروري تحديد مقياس حرارة سريع الاستجابة بالأشعة تحت الحمراء ، وإلا فإنه سيقلل من دقة القياس إذا فشل في تحقيق استجابة إشارة كافية. ومع ذلك ، لا تتطلب جميع التطبيقات موازين حرارة تعمل بالأشعة تحت الحمراء سريعة الاستجابة. عندما يكون هناك خمول حراري في العملية الحرارية الساكنة أو المستهدفة ، يمكن استرخاء زمن استجابة مقياس الحرارة. لذلك ، يجب تكييف وقت استجابة مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء مع حالة الهدف. يتم تحديد وقت الاستجابة بشكل أساسي وفقًا للسرعة المستهدفة وسرعة تغيير درجة الحرارة المستهدفة. بالنسبة للهدف الثابت أو المعلمة المستهدفة في القصور الذاتي الحراري ، أو تكون سرعة معدات التحكم الحالية محدودة ، يمكن تخفيف وقت استجابة مقياس الحرارة.

وظيفة معالجة الإشارة

نظرًا لاختلاف العملية المنفصلة (مثل إنتاج الأجزاء) والعملية المستمرة ، فمن الضروري اختيار مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بوظائف معالجة إشارات متعددة (مثل قيمة الذروة وصيانة قيمة الوادي ومتوسط ​​القيمة). على سبيل المثال ، عند استخدام زجاجة على حزام ناقل قياس درجة الحرارة ، يجب استخدام قيمة الذروة للمحافظة عليه ، ويجب إرسال إشارة خرج درجة الحرارة إلى وحدة التحكم. خلاف ذلك ، يقرأ مقياس الحرارة قيمة درجة الحرارة المنخفضة بين الزجاجات. إذا تم الحفاظ على قيمة الذروة ، فاضبط وقت استجابة كاشف درجة الحرارة لفترة أطول قليلاً من الفاصل الزمني بين الزجاجات ، بحيث تكون زجاجة واحدة على الأقل قيد القياس دائمًا.

مراعاة الظروف البيئية

تؤثر الظروف البيئية لميزان الحرارة بشكل كبير على نتائج القياس ، والتي يجب أخذها في الاعتبار وحلها بشكل صحيح ، وإلا فإن دقة قياس درجة الحرارة ستتأثر أو تتضرر. عندما تكون درجة حرارة البيئة مرتفعة والغبار والدخان والبخار موجود ، يمكن للشركة المصنعة اختيار الغلاف الواقي ، وتبريد المياه ، ونظام تبريد الهواء ، ومنفاخ الهواء وغيرها من الملحقات التي توفرها الشركة المصنعة. يمكن لهذه الملحقات أن تحل بشكل فعال التأثير البيئي وحماية مقياس الحرارة ، وتحقيق قياس دقيق لدرجة الحرارة. عند تحديد الملحقات ، يجب أن تكون الخدمات المعيارية مطلوبة قدر الإمكان لتقليل تكاليف التركيب. عندما يقلل الدخان أو الغبار أو الجسيمات الأخرى من إشارة قياس إشارة الطاقة في ظل الضوضاء أو المجال الكهرومغناطيسي أو الاهتزاز أو صعوبة الوصول إلى البيئة أو الظروف القاسية الأخرى ، فإن مقياس الحرارة ثنائي اللون من الألياف البصرية هو الخيار الأفضل. مقياس حرارة اللون هو الخيار الأفضل. في حالة الضوضاء ، والمجال الكهرومغناطيسي ، والاهتزاز ، والبيئة التي يتعذر الوصول إليها ، أو الظروف المعاكسة الأخرى ، يُنصح باختيار مقياس حرارة لوني خفيف.

في تطبيقات المواد المختومة أو الخطرة (مثل الحاويات أو الصناديق المفرغة) ، تتم ملاحظة موازين الحرارة من خلال النوافذ. يجب أن تتمتع المادة بقوة كافية وأن تكون قادرة على اجتياز نطاق الطول الموجي للعمل لميزان الحرارة المستخدم. من الضروري أيضًا تحديد ما إذا كان المشغل يحتاج أيضًا إلى المراقبة من خلال النافذة ، لذلك يجب اختيار موضع التثبيت المناسب ومواد النافذة لتجنب التأثير المتبادل. في قياس درجات الحرارة المنخفضة ، عادةً ما تُستخدم مواد ge أو Si كنوافذ غير شفافة للضوء المرئي ، ولا يمكن للعين البشرية مراقبة الهدف من خلال النافذة. إذا احتاج المشغل إلى المرور عبر هدف النافذة ، فيجب استخدام المواد البصرية التي يمكنها نقل كل من الأشعة تحت الحمراء والضوء المرئي. على سبيل المثال ، يجب استخدام المواد البصرية مثل ZnSe أو BaF2 كمواد نوافذ.

عندما يكون هناك غاز قابل للاشتعال في بيئة عمل مقياس الحرارة ، يمكن اختيار مقياس حرارة الأشعة تحت الحمراء الداخلي الآمن لإجراء قياس السلامة والمراقبة في تركيز معين لبيئة الغاز القابلة للاشتعال.

في حالة الظروف البيئية الشديدة والمعقدة ، يمكن اختيار رأس وشاشة قياس درجة الحرارة بشكل منفصل للتركيب والتكوين. يمكن تحديد وضع خرج الإشارة المطابق لجهاز التحكم الحالي.

معايرة ترمومتر الأشعة تحت الحمراء

يجب معايرة مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء لإظهار درجة حرارة الهدف بشكل صحيح. إذا كانت أداة قياس درجة الحرارة المستخدمة خارج نطاق التسامح المستخدم ، فمن الضروري العودة إلى الشركة المصنعة أو مركز الصيانة لإعادة المعايرة.

تأثير الابتعاثية على دقة قياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء

نحن نعلم: عندما يكون أي جسم أعلى من الصفر المطلق (-273.15 ℃) ، ستنبعث طاقة الأشعة تحت الحمراء على سطح الجسم. كلما ارتفعت درجة الحرارة ، زادت قوة الأشعة تحت الحمراء المنبعثة! يقيس مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء والرسم الحراري بالأشعة تحت الحمراء درجة حرارة سطح الجسم وفقًا لهذه الخاصية. بما أننا نعلم أن موازين الحرارة بالأشعة تحت الحمراء ومقاييس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء هي أشياء قياس ، ستتأثر درجة حرارة سطح الجسم بالتشطيب السطحي للجسم. تُظهر التجربة أنه كلما اقترب سطح الجسم من المرآة (كلما كان الانعكاس أقوى) ، كلما زاد توهين طاقة الأشعة تحت الحمراء على سطح الجسم ، لذلك نحتاج إلى تعويض التوهين الناتج عن طاقة الأشعة تحت الحمراء على سطح كائنات مختلفة ، أي لتعيين معامل تعويض ، وهو معدل معامل الانبعاث!