خرید ترمومتر لیزری یا ترمومتر مادون قرمز یکی از ابزارهای کاربردی برای اندازهگیری دمای سطوح بدون تماس مستقیم است. این دستگاه در صنایع، تعمیرات، سیستمهای تأسیساتی، تجهیزات برقی و حتی برخی کاربردهای خانگی استفاده میشود. برخلاف ترمومترهای تماسی که برای اندازهگیری باید پراب با سطح تماس داشته باشد، ترمومتر لیزری میتواند از فاصله مشخص دمای سطح را اندازهگیری کند.نکته مهم این است که لیزر عامل اصلی اندازهگیری دما نیست؛ لیزر معمولا برای مشخص کردن محل اندازهگیری روی سطح استفاده میشود و سنجش دما بر اساس تابش مادون قرمز انجام میگیرد.
ترمومتر لیزری بر چه اساسی دما را اندازهگیری میکند؟
هر جسمی که دمای آن بالاتر از صفر مطلق باشد، از خود تابش حرارتی منتشر میکند. بخش قابل توجهی از این تابش در محدوده مادون قرمز قرار دارد.ترمومتر لیزری این تابش مادون قرمز را از سطح دریافت میکند و حسگر داخلی دستگاه آن را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل میکند. سپس سیستم الکترونیکی دستگاه با پردازش این اطلاعات، دمای تقریبی سطح را محاسبه و روی نمایشگر نشان میدهد.بنابراین دستگاه بدون نیاز به تماس مستقیم با جسم، میتواند دمای سطح آن را تخمین بزند.
نقش لیزر در ترمومتر چیست؟
نام «ترمومتر لیزری» ممکن است این تصور را ایجاد کند که دستگاه با تاباندن لیزر، دما را اندازهگیری میکند؛ اما این برداشت دقیق نیست.لیزر بیشتر نقش نشانگر دارد. نقطه لیزر به کاربر نشان میدهد که دستگاه تقریبا به کدام قسمت از سطح نشانه رفته است.در واقع مسیر اصلی اندازهگیری از طریق دریافت تابش مادون قرمز انجام میشود، نه خود نور لیزر.
ترمومتر لیزری چگونه تابش مادون قرمز را دریافت میکند؟
در قسمت جلویی دستگاه یک سیستم اپتیکی قرار دارد که تابش مادون قرمز منتشرشده از سطح را جمعآوری میکند. این انرژی به حسگر مادون قرمز میرسد و حسگر متناسب با انرژی دریافتشده، سیگنالی تولید میکند.دستگاه سپس این سیگنال را با الگوریتمهای داخلی پردازش کرده و مقدار دمای سطح را محاسبه میکند.به همین دلیل تمیزی لنز، کیفیت حسگر و طراحی اپتیکی دستگاه میتوانند روی نتیجه اندازهگیری تأثیر داشته باشند.
چرا جنس سطح روی اندازهگیری تأثیر میگذارد؟
یکی از مهمترین عوامل در اندازهگیری با ترمومتر مادون قرمز، گسیلندگی یا Emissivity سطح است.سطوح مختلف توانایی متفاوتی در انتشار تابش حرارتی دارند. برای مثال، یک سطح مات و تیره ممکن است رفتار متفاوتی نسبت به یک سطح فلزی براق داشته باشد.اگر تنظیم گسیلندگی دستگاه با ویژگی واقعی سطح مطابقت نداشته باشد، مقدار نمایشدادهشده ممکن است با دمای واقعی سطح اختلاف داشته باشد.
گسیلندگی چیست؟
گسیلندگی مشخص میکند یک سطح در مقایسه با یک جسم سیاه ایدهآل، چه مقدار انرژی حرارتی را منتشر میکند.ترمومترهای حرفهای معمولا امکان تنظیم مقدار گسیلندگی را دارند. این قابلیت برای اندازهگیری سطوح مختلف اهمیت زیادی دارد.به همین دلیل هنگام اندازهگیری فلزات براق، سطوح رنگشده، پلاستیک یا مواد مختلف، باید تنظیمات دستگاه و مشخصات سطح موردنظر در نظر گرفته شود.
فاصله از سطح چه تأثیری دارد؟
ترمومترهای مادون قرمز دارای ویژگیای به نام نسبت فاصله به نقطه یا Distance-to-Spot Ratio هستند.این نسبت مشخص میکند دستگاه از یک فاصله مشخص، چه اندازهای از سطح را در اندازهگیری وارد میکند.برای مثال، اگر نسبت دستگاه مناسب نباشد و از فاصله زیادی یک قطعه کوچک را اندازهگیری کنید، ممکن است بخشهایی از محیط اطراف نیز در محدوده اندازهگیری قرار بگیرند. در این حالت عدد نمایشدادهشده لزوما دمای همان نقطه کوچک نیست.
چرا اندازه نقطه اندازهگیری مهم است؟
فرض کنید میخواهید دمای یک قطعه کوچک روی یک موتور را اندازه بگیرید. اگر محدوده اندازهگیری دستگاه بزرگتر از خود قطعه باشد، دستگاه ممکن است تابش حرارتی قطعه و محیط اطراف را همزمان دریافت کند.در نتیجه، هرچه هدف کوچکتر باشد، باید از فاصله مناسبتری استفاده کرد یا دستگاهی با نسبت فاصله به نقطه مناسبتر انتخاب کرد.
آیا ترمومتر لیزری دمای داخل جسم را اندازه میگیرد؟
خیر. ترمومتر مادون قرمز به طور معمول دمای سطح قابل مشاهده جسم را اندازهگیری میکند.برای مثال اگر دمای داخل یک مخزن با دمای سطح آن متفاوت باشد، ترمومتر لیزری نمیتواند صرفا با تاباندن لیزر دمای داخل مخزن را مشخص کند.برای اندازهگیری دمای داخلی مواد معمولا باید از روشهای تماسی و پراب مناسب استفاده شود.
آیا بخار، شیشه و موانع روی اندازهگیری تأثیر دارند؟
بله. شرایط بین دستگاه و سطح میتواند روی اندازهگیری مادون قرمز اثر بگذارد.بخار، گردوغبار، دود و برخی موانع میتوانند مسیر تابش مادون قرمز را تحت تأثیر قرار دهند. همچنین اندازهگیری از پشت شیشه لزوما دمای جسم پشت شیشه را به شکل قابل اعتماد نشان نمیدهد، زیرا خود شیشه نیز ویژگیهای تابشی خاص خود را دارد.به همین دلیل بهتر است تا حد امکان مسیر بین ترمومتر و سطح موردنظر آزاد و تمیز باشد.
ترمومتر لیزری برای چه کاربردهایی مناسب است؟
ترمومترهای مادون قرمز در موقعیتهایی که تماس مستقیم با سطح دشوار یا خطرناک است، بسیار کاربردی هستند.
برخی کاربردهای رایج عبارتاند از:
- بررسی دمای موتور و تجهیزات مکانیکی
- تشخیص نقاط داغ در تجهیزات برقی
- بررسی دمای تابلوهای برق
- کنترل دمای لولهها و تجهیزات تأسیساتی
- بررسی سیستمهای گرمایشی و سرمایشی
- اندازهگیری دمای سطوح صنعتی
- کنترل دمای برخی تجهیزات در خطوط تولید
- بررسی سریع اختلاف دمای قسمتهای مختلف یک دستگاه
تفاوت ترمومتر لیزری با ترمومتر تماسی
مهمترین تفاوت این دو دستگاه در نحوه اندازهگیری است.ترمومتر تماسی برای اندازهگیری به تماس پراب با سطح یا ماده نیاز دارد، در حالی که ترمومتر مادون قرمز از تابش حرارتی سطح استفاده میکند.ترمومتر غیرتماسی برای اندازهگیری سریع، نقاط داغ و سطوحی که دسترسی به آنها دشوار یا خطرناک است، مزیت زیادی دارد. در مقابل، ترمومتر تماسی در بسیاری از کاربردها امکان اندازهگیری مستقیمتر و کنترلشدهتر دمای نقطه موردنظر را فراهم میکند.
چگونه با ترمومتر لیزری اندازهگیری دقیقتری داشته باشیم؟
برای رسیدن به نتیجه بهتر، چند نکته را رعایت کنید:
۱. سطح موردنظر را به درستی هدف بگیرید.
نقطه لیزر را روی همان ناحیهای قرار دهید که قصد اندازهگیری آن را دارید.
۲. فاصله مناسب را رعایت کنید.
دستگاه را در فاصلهای قرار دهید که اندازه نقطه اندازهگیری متناسب با سطح هدف باشد.
۳. گسیلندگی را بررسی کنید.
اگر دستگاه قابلیت تنظیم Emissivity دارد، مقدار مناسب سطح را انتخاب کنید.
۴. لنز دستگاه را تمیز نگه دارید.
آلودگی روی بخش اپتیکی میتواند روی عملکرد دستگاه تأثیر بگذارد.
۵. از اندازهگیری پشت موانع خودداری کنید.
تا حد امکان باید مسیر بین دستگاه و سطح آزاد باشد.
۶. شرایط محیطی را در نظر بگیرید.
دمای محیط، جریان هوا و وجود بخار یا گردوغبار میتواند روی شرایط اندازهگیری تأثیر داشته باشد.
جمعبندی
خرید ترمومتر لیزری در واقع با استفاده از تابش مادون قرمز دمای سطح را اندازهگیری میکند و لیزر بیشتر برای مشخص کردن محل هدف به کار میرود. حسگر دستگاه انرژی حرارتی منتشرشده از سطح را دریافت کرده و سیستم داخلی آن را به مقدار دما تبدیل میکند.دقت اندازهگیری به عواملی مانند گسیلندگی سطح، فاصله از هدف، اندازه نقطه اندازهگیری، شرایط محیطی و کیفیت دستگاه بستگی دارد. به همین دلیل برای استفاده حرفهای، تنها انتخاب یک ترمومتر با محدوده دمایی بالا کافی نیست و باید مشخصات فنی آن با نوع کاربرد هماهنگ باشد.
آیا ترمومتر لیزری واقعا با لیزر دما را اندازه میگیرد؟
خیر. ترمومتر لیزری دما را با دریافت تابش مادون قرمز از سطح جسم اندازهگیری میکند و لیزر معمولا فقط برای مشخص کردن محل هدف استفاده میشود.
ترمومتر لیزری دمای کدام قسمت جسم را اندازه میگیرد؟
این دستگاه دمای سطح قابل مشاهده جسم را اندازهگیری میکند و نمیتواند بهصورت مستقیم دمای داخل جسم را مشخص کند.
آیا جنس سطح روی دقت ترمومتر لیزری تأثیر دارد؟
بله. میزان گسیلندگی سطوح مختلف با یکدیگر متفاوت است و بهویژه سطوح براق و فلزی میتوانند روی نتیجه اندازهگیری تأثیر بگذارند. تنظیم صحیح گسیلندگی در مدلهایی که این قابلیت را دارند، به افزایش دقت کمک میکند.
آیا میتوان با ترمومتر لیزری از فاصله دور اندازهگیری کرد؟
بله، اما فاصله اندازهگیری باید متناسب با نسبت فاصله به نقطه یا D:S دستگاه باشد. هرچه فاصله بیشتر شود، باید سطح هدف نیز به اندازه کافی بزرگ باشد تا اندازهگیری دقیق انجام شود.
آیا ترمومتر لیزری برای اندازهگیری دمای موتور مناسب است؟
بله. برای بررسی دمای سطح بدنه موتور، قطعات مختلف و شناسایی نقاط داغ، ترمومتر لیزری میتواند ابزار کاربردی باشد؛ البته دمای سطح لزوما با دمای داخلی قطعه یکسان نیست.
