העיקרון והיישום של מדחום אינפרא אדום
מדחום האינפרא אדום ממיר את אנרגיית הקרינה של קרן האינפרה האדומה הנפלטת מהאובייקט לאות חשמלי. גודל אנרגיית הקרינה האינפרא-אדום תואם את הטמפרטורה של העצם עצמו. על פי גודל האות החשמלי המומר, ניתן לקבוע את הטמפרטורה של האובייקט.
1. העיקרון של מדחום אינפרא אדום
מדחום האינפרא אדום מורכב ממערכת אופטית, גלאי פוטואלקטרי, מגבר אות, עיבוד אותות, פלט תצוגה וחלקים אחרים. המערכת האופטית אוספת את אנרגיית הקרינה האינפרא-אדום המטרה בשדה הראייה שלה, וגודל שדה הראייה נקבע לפי החלקים האופטיים של המדחום ומיקומו. אנרגיית אינפרא אדום ממוקדת בפוטו-גלאי ומומרת לאות חשמלי מתאים. האות עובר דרך המגבר ומעגל עיבוד האותות, ומומר לערך הטמפרטורה של המטרה הנמדדת לאחר תיקון לפי האלגוריתם של הטיפול הפנימי במכשיר ופליטה של המטרה.
בטבע, כל העצמים עם טמפרטורה גבוהה מאפס פולטים כל הזמן אנרגיית קרינה אינפרא אדומה לחלל שמסביב. לגודל אנרגיית הקרינה האינפרא-אדום של עצם והתפלגותו לפי אורך הגל - יש קשר הדוק מאוד לטמפרטורת פני השטח שלו. לכן, על ידי מדידת אנרגיית האינפרה האדומה המוקרנת על ידי העצם עצמו, ניתן לקבוע במדויק את טמפרטורת פני השטח שלו, שהיא הבסיס האובייקטיבי למדידת טמפרטורת קרינה אינפרא אדום.
עקרון מדחום אינפרא אדום Blackbody הוא רדיאטור אידיאלי, הסופג את כל אורכי הגל של אנרגיית הקרינה, אין לו השתקפות והעברת אנרגיה, ויש לו פליטות של 1 על פני השטח שלו. עם זאת, חפצים מעשיים בטבע הם כמעט לא גופים שחורים. על מנת להבהיר ולקבל את התפלגות קרינת אינפרא אדום, יש לבחור מודל מתאים במחקר התיאורטי. זהו מודל המתנד המקוונטי של קרינת חלל הגוף שהוצע על ידי פלאנק, ובכך נגזר חוק קרינת הגוף השחור של פלאנק, כלומר הקרינה הספקטרלית של הגוף השחור המתבטאת באורך הגל, שהיא נקודת המוצא של כל תיאוריות הקרינה האינפרא-אדום. נקרא חוק קרינת הגוף השחור. כמות הקרינה של כל העצמים בפועל תלויה לא רק באורך גל הקרינה ובטמפרטורה של האובייקט, אלא גם בסוג החומר המרכיב את האובייקט, שיטת ההכנה, התהליך התרמי, מצב פני השטח ותנאי הסביבה. לכן, על מנת להחיל את חוק קרינת הגוף השחור על כל העצמים המעשיים, יש להכניס מקדם פרופורציונלי הקשור לתכונות החומר ולמצבי פני השטח, כלומר, פליטות. מקדם זה מייצג עד כמה הקרינה התרמית של עצם ממשי קרובה לקרינת גוף שחור, וערכו הוא בין אפס לערך קטן מ-1. על פי חוק הקרינה, כל עוד כושר הפליטה של החומר הוא ידוע, מאפייני קרינת האינפרא אדום של כל עצם ידועים. הגורמים העיקריים המשפיעים על הפליטה הם: סוג החומר, חספוס פני השטח, מבנה פיזי וכימי ועובי החומר.
כאשר משתמשים במדחום קרינה אינפרא אדום למדידת הטמפרטורה של מטרה, יש צורך קודם כל למדוד את קרינת האינפרה האדומה של המטרה בטווח הרצועה שלה, ולאחר מכן הטמפרטורה של המטרה הנמדדת מחושבת על ידי המדחום. פירומטר מונוכרומטי הוא פרופורציונלי לכמות הקרינה בתוך פס; פירומטר בשני צבעים הוא פרופורציונלי ליחס בין כמות הקרינה בשתי הרצועות.
שנית, היישום של מדחום אינפרא אדום
מדחום אינפרא אדום הוא מכשיר נפוץ למדידת טמפרטורה, המורכב בעיקר ממערכת אופטית, פוטוגלאי, מגבר אותות, עיבוד אותות, פלט תצוגה וחלקים אחרים, והוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות רבות. היום אנו מציגים בעיקר את מגוון היישומים של מדי חום אינפרא אדום, בתקווה לעזור למשתמשים ליישם טוב יותר את המוצרים.
מדידת ציוד חשמלי
מדי חום אינפרא אדום ללא מגע יכולים למדוד את טמפרטורת פני השטח של חפץ ממרחק בטוח, מה שהופך אותם לכלי חיוני בפעולות תחזוקה של ציוד חשמלי.
יישומים בציוד חשמלי
ביישומים הבאים, זה יכול למנוע ביעילות תקלות בציוד והפסקות חשמל לא מתוכננות.
מחברים - חיבורים חשמליים יכולים לשחרר מחברים בהדרגה עקב חימום חוזר (התרחבות) וקירור (התכווצות) ליצירת חום, או לכלוך פני השטח, משקעי פחמן וקורוזיה. מדי חום ללא מגע יכולים לזהות במהירות עליות טמפרטורה המעידות על בעיה רצינית.
מנוע - כדי לשמר את חיי המנוע, בדוק שחוטי חיבור החשמל והמפסק (או הנתיך) נמצאים באותה טמפרטורה.
מיסבי מנוע - בדוק אם יש נקודות חמות ותקן או החלף אותם באופן קבוע לפני שבעיות גורמות לכשל בציוד.
בידוד סליל מנוע - הארך את חיי בידוד סליל המנוע שלך על ידי מדידת הטמפרטורה שלו.
מדידות בין שלבים - בודק כי חוטים ומחברים במנועי אינדוקציה, מחשבי מיינפריים וציוד אחר נמצאים באותה טמפרטורה בין פאזות.
שנאי - פיתולים של מכשירים מקוררי אוויר ניתן למדוד ישירות עם מדחום אינפרא אדום כדי לבדוק טמפרטורות מופרזות, כל נקודה חמה מעידה על נזק לפיתולי השנאי.
ספק כוח אל פסק - זיהוי נקודות חמות בחוטי החיבור במסנן הפלט של UPS. נקודה קרירה עשויה להצביע על מעגל פתוח בקו מסנן DC.
סוללת גיבוי - בדוק את סוללת המתח הנמוך כדי לוודא שהיא מחוברת כהלכה. מגע לקוי עם נקודות הסוללה עלול להתחמם מספיק כדי לשרוף את מוטות ליבת הסוללה.
נטל - בדוק אם הנטל התחמם יתר על המידה לפני שהוא מתחיל לעשן.
כלי עזר - זיהוי נקודות חמות עבור מחברים, חיבורי חוטים, שנאים וציוד אחר. לדגמים מסוימים של מכשירים אופטיים יש טווח של 60:1 או אפילו יותר, המביאים כמעט את כל יעדי המדידה לטווח.
