دماسنج مادون قرمز

   دماسنج مادون قرمز دماسنجی است که دمای جسم مورد نظر را از طریق مقدار سهم تابش حرارتی که اصطلاحاً تابش جسم سیاه نامیده می شود، نشان می دهد. هنگامی که از لیزر برای کمک در نشانه گرفتن استفاده شود، به آن، دماسنج لیزری و یا دماسنج غیر تماسی گفته می شود تا توانایی دستگاه به تشخیص از راه دور نشان داده شود. با دانستن مقدار انرژی مادون قرمز ساطع شده از جسم و نشر آن، درجه حرارت جسم می تواند تعیین شود.

   در بعضی مواقع، به خصوص در نزدیکی دمای محیط، خوانش این دما به دلیل انعکاس تابش از یک جسم داغ تر ممکن است در معرض خطا قرار گیرد. اساساً طراحی دماسنج ها شامل یک عدسی برای تمرکز تابش مادون قرمز بر روی یک موج یاب است که قدرت تابشی را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کند تا به صورت واحدهای دمایی نمایش داده شود. این امر، اجازه تعیین دما از راه دور بدون تماس با شی‌ء را می دهد. اندازه‌گیری دما تحت شرایطی که ترموکوپل یا دیگر حس‌گرها قادر به استفاده نیستند و یا به دلایل مختلف، اطلاعات دقیقی تولید نمی شوند، استفاده از دماسنج های مادون قرمز بدون تماس بسیار مفید است.

نمونه ای از کاربردها

   یکی از اساسی ترین کاربردها، هنگامی است که شی‌ء مورد بررسی در حال جابجایی است و توسط یک میدان مغناطیسی احاطه شده است. در گرمایش القایی که شی‌ء در یک محیط خلأ یا دیگر اتمسفرهای کنترل شده است. همچنین در کاربردهایی که نیاز به یک پاسخ سریع است یا دمای دقیق سطح مورد نظر، مطلوب است یا دمای شی از دمای توصیه شده برای استفاده حس‌گرها بالاتر است و یا تماس با حس‌گر باعث آسیب رساندن به حس‌گر یا شی‌ء شود.

   دماسنج های مادون قرمز در طیف گسترده ای از کاربردها قابل استفاده هستند. برخی از این کاربردها عبارت‌اند از:

  • چک کردن تجهیزات مکانیکی یا الکتریکی برای لکه های دمایی و نقاط داغ     
  • اندازه‌گیری دمای بیماران در بیمارستان بدون دست زدن به آن ها     
  • چک کردن بخاری یا درجه حرارت فر، برای کالیبراسیون و کنترل     
  • برای چک کردن نقاط داغ در آتش نشانی
  • نظارت مواد در فرآیندهای مربوط به گرمایش یا سرمایش
  • اندازه‌گیری دمای آتشفشان ها
  • در زمان شیوع بیماری های همه گیر که باعث تب می شوند، مانند کروناویروس سارس و بیماری ویروس ابولا، دماسنج های مادون قرمز برای بررسی تب مسافران استفاده شده است.
    انواع بسیاری از دستگاه های دماسنج مادون قرمز، برای استفاده قابل حمل و دستی و برای تأسیسات ثابت وجود دارد.

دقت

دماسنج های مادون قرمز توسط مشخصات از جمله دقت و پوشش زاویه ای مشخص می شوند . ابزارهای ساده ممکن است خطای اندازه‌گیری در حدود ° C 2± یا ° F 4±داشته باشند.


نسبت فاصله به نقطه (D: S) نسبت فاصله از سطح اندازه‌گیری و قطر مساحت اندازه‌گیری دما است. به عنوان مثال اگر این نسبت 12:1است،یعنی قطر مساحت اندازه‌گیری یک دوازدهم فاصله به شی‌ء است.

  
با توجه به قانون استفان-بولتزمن، قدرت تابشی متناسب با توان چهارم درجه حرارت است، بنابراین تا زمانی که سطح اندازه‌گیری دارای مناطق سرد و گرم است، درجه حرارت نشان داده شده ممکن است بالاتر از دمای متوسط ​​واقعی، و نزدیک تر به میانگین توان چهارم باشد.
   
بیشتر سطوح، تشعشعی بالا (بیش از 0.9) دارند و در بسیاری از دماسنج های مادون قرمز از این فرض ساده کننده استفاده شده است؛ با این حال، سطوح بازتابنده نشر پایین تری نسبت به سطوح غیر بازتابنده دارند. بعضی از حس‌گرها قابل تنظیم هستند، که می توان آن ها را برای اندازه‌گیری درجه حرارت از سطوح بازتابنده و غیر بازتابنده تنظیم کرد .دماسنج های غیر قابل تنظیم ممکن است برای اندازه‌گیری درجه حرارت از یک سطح منعکس کننده با استفاده از یک رنگ یا نوار غیر بازتابنده ، با از دست دادن مقداری از دقت استفاده شوند. از یک حس‌گر با قابلیت تنظیم تشعشع، می توان برای اندازه‌گیری تشعشع یک سطح نیز استفاده کرد. برای این امر، نیاز به دانستن دمای دقیق سطح با استفاده از دماسنج تماس مستقیم است.

انواع دماسنج های مادون قرمز

   مرسوم ترین دماسنج ها عبارت‌اند از:

  • دماسنج مادون قرمز موضعی: این دماسنج ها دما در یک محل روی سطح را نشان می دهند (محل های با مساحت کوچک که با نسبت D:S معلوم می شود.)
  • سیستم های کاوش مادون قرمز: این سیستم ها مساحت های بزرگتری را کاوش می کنند. این دستگاه ها در فرآیندهای تولید، مانند ورقه های شیشه یا فلز استفاده می شوند.
  • دوربین های حرارتی مادون قرمز (یا دوربین های مادون قرمز): این دستگاه ها قادر به اندازه گیری دما در نقاط بسیاری در یک ناحیه بزرگ برای ایجاد تصویر دو بعدی استفاده می شوند.

اطلاعات تکميلي

  • حوزه کاربرد: اندازه گیری دما به روش غیر تماسی