كيفية استخدام مقياس حرارة الأشعة تحت الحمراء غير المتصل
كيفية استخدام مقياس حرارة الأشعة تحت الحمراء غير الممتازة: دليل شامل
في عالم يدرك بشكل متزايد الصحة والسلامة والكفاءة ، مقياس حرارة غير متجانسة (IR) أصبح أداة لا غنى عنها. من الفحص للحمى في المطارات والمدارس إلى فحص درجات حرارة المحرك في ورش عمل السيارات أو ضمان سلامة الأغذية في المطابخ ، توفر هذه الأجهزة طريقة سريعة وصحية وسهلة نسبيًا لقياس درجة حرارة السطح دون ملامسة مادية. لكن بساطتها يمكن أن تكون خادعة. لتحقيق نتائج دقيقة وموثوقة ، يعد فهم استخدامها الصحيح أمرًا بالغ الأهمية. هذا الدليل الشامل سيمشي بك من خلال كل ما تحتاج إلى معرفته.
جدول المحتويات
1. فهم التكنولوجيا: كيف تعمل
2. العوامل الرئيسية التي تؤثر على الدقة
3. دليل خطوة بخطوة للاستخدام الصحيح
4. أفضل الممارسات والنصائح الاحترافية
5. أسئلة (الأسئلة الشائعة) حول أجهزة قياس الحرارة غير الملامسة لخط الأن الأشعة تحت الحمراء
6. الخلاصة
في جوهرها ، أ مقياس حرارة الأشعة تحت الحمراء غير الاتصال هو مستشعر بصري. لا "لا قياس" الحرارة مباشرة مثل مقياس الحرارة التقليدي ؛ وبدلاً من ذلك ، يكتشف الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء المنبعثة بشكل طبيعي من جميع الكائنات فوق الصفر المطلق (-273.15 درجة مئوية أو -459.67 درجة فهرنهايت).
1. انبعاثات الأشعة تحت الحمراء: جميع الكائنات مع درجة حرارة تنبعث منها طاقة الأشعة تحت الحمراء. كلما زادت سخونة الكائن ، زادت أشعة الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء.
2. العدسة والمستشعر: تركز عدسة مقياس الحرارة هذه الطاقة بالأشعة تحت الحمراء على كاشف ، وعادة ما تكون حرارية.
3. تحويل: يحول Thermopile إشعاع الأشعة تحت الحمراء المركزة إلى إشارة كهربائية.
4. يعالج: تتم معالجة هذه الإشارة الكهربائية عن طريق إلكترونيات مقياس الحرارة.
5. عرض: يتم تحويل الإشارة المعالجة إلى قراءة درجة حرارة (عادة في مئوية أو فهرنهايت) وعرضها على الشاشة.
2. العوامل الرئيسية التي تؤثر على الدقة
هناك عدة عوامل متأصلة في تكنولوجيا الأشعة تحت الحمراء تؤثر على دقة قراءتك:
1. التمييز: هذا هو العامل الأكثر أهمية. الانبعاثات (ε) هي مقياس لكائن "قدرة على انبعاث الطاقة بالأشعة تحت الحمراء مقارنةً بالمؤتمر المثالي (" الشخص الأسود "، الذي يبعث على انبعاث 1.0). معظم المواد العضوية (الجلد ، والخشب ، والغذاء) ، والأسطح المطلية أو المؤكسدة لها انبعاثات عالية (0.90-0.98). سيؤدي انبعاثهم بفعالية.
2. نسبة الدعامة إلى البقعة (D: S): تشير هذه النسبة إلى حجم مساحة القياس بالنسبة للمسافة من مقياس الحرارة. على سبيل المثال ، تعني نسبة D: S من 12: 1 أنه من 12 بوصة ، يقيس مقياس الحرارة بقعة حوالي 1 بوصة. إن الاقتراب أو التغير بعيدًا جدًا ، يتم قياس المساحة الفعلية التي يتم قياسها ويمكن أن تشمل درجات حرارة الخلفية أو تفوت الهدف.
3.field of View: تتعلق بـ D: S ، هذه هي زاوية المخروط التي يستشعر فيها مقياس الحرارة إشعاع الأشعة تحت الحمراء. يضمن لك البقاء داخل المسافة المحددة قياس الهدف المقصود فقط.
4. الشروط البيئية: يمكن أن تتداخل درجات الحرارة المحيطة الشديدة ، والرطوبة العالية ، والغبار ، والبخار ، أو التيارات الهوائية القوية مع إشارة الأشعة تحت الحمراء.
5. عوائق السطح: الأوساخ أو الغبار أو الشحوم أو الصقيع والرطوبة أو حتى طبقة من الطلاء على الكائن الذي يتم قياسه يمكن أن يؤثر على انبعاثاتها وتمنع إشعاع الأشعة تحت الحمراء.
6. الأسطح العاكسة: كما ذكرنا ، تعكس الأسطح اللامعة الإشعاع بالأشعة تحت الحمراء من الأشياء الأخرى (مثل الأضواء أو السخانات أو حتى الشخص الذي يأخذ القياس) ، مما يؤدي إلى قراءات خاطئة.
3. دليل خطوة بخطوة للاستخدام الصحيح
اتبع هذه الخطوات بدقة للحصول على أفضل النتائج:
1. اقرأ الدليل: هذا غير قابل للتفاوض. النماذج المختلفة لها ميزات مختلفة (الانبعاثات القابلة للتعديل ، الإنذارات ، مؤشرات الليزر ، الإضاءة الخلفية) ، مسافات التشغيل (نسبة D: S) ، ومعلومات معايرة محددة. فهم جهازك المحدد.
2. إعداد مقياس الحرارة:
● تأكد من أن العدسة نظيفة وخالية من الغبار أو بصمات الأصابع أو التكثيف. استخدم قطعة قماش ناعمة أو مسحة قطنية مع منظف العدسة (أو كحول الأيزوبروبيل إذا أوصت) بلطف.
● أدخل البطاريات الطازجة إذا كانت الشاشة تبدو قاتمة أو قراءات غير منتظمة.
● اسمح لمقياس الحرارة بالتأقلم مع بيئة القياس لمدة 30 دقيقة على الأقل إذا كان هناك فرق كبير في درجة الحرارة (على سبيل المثال ، جلبه من سيارة باردة).
3. قم بإعداد الهدف:
● لقياس الجبهة/الشريان الزمني (الإنسان): تأكد من أن المنطقة نظيفة وجافة وخالية من العرق أو الشعر أو القبعات أو العصابات. اطلب من الشخص أن يستريح في الداخل لمدة 10-15 دقيقة قبل القياس إن أمكن ، أو تجنب المشروبات الساخنة أو التمرين أو أشعة الشمس المباشرة. امسح العرق أو المكياج إذا كان موجودًا.
● للأسطح الأخرى: تنظيف السطح إذا قذرة أو دهنية. إذا كان قياس سطح الانصهار المنخفض (مثل المعدن العاري) ، فطبق شريط التقنيع أو الطلاء الأسود غير اللامع (إذا كان عمليًا وآمنًا) واتركه للوصول إلى درجة حرارة الكائن ، ثم قم بقياس الشريط/الطلاء. بدلاً من ذلك ، استخدم إعدادًا للانبعاثات إذا سمح مقياس الحرارة الخاص بك بالتعديل.
4. تعيين المعلمات (إن أمكن):
● الانبعاث: تم تعيينه وفقًا للمادة السطحية. استخدم 0.95-0.98 للجلد البشري. راجع جدول "انبعاثك اليدوي الخاص بك للمواد الأخرى. إذا لم تكن متأكدًا والتعديل" ، افترض 0.95 لمعظم الأسطح غير المعدنية ولكن فهم عدم الدقة المحتملة على المعادن.
● الوحدات: حدد Celsius (° C) أو Fahrenheit (° F) حسب الرغبة.
5. ضع مقياس الحرارة بشكل صحيح:
● حدد نسبة D: S (على سبيل المثال ، 10: 1 ، 12: 1 ، 20: 1). احسب حجم البقعة التقريبي في المسافة المقصودة. (المسافة / النسبة = قطر البقعة. على سبيل المثال ، نسبة 12: 1 عند 12 بوصة = بقعة 1 بوصة).
● امسك مقياس الحرارة العمودي (90 درجة) على السطح الذي يتم قياسه. سوف يزيد من مقياس الحرارة من حجم البقعة المقاسة ويشمل درجات حرارة الخلفية.
● الحفاظ على المسافة الدقيقة المحددة بواسطة نسبة D: S للحجم الفوري الذي تحتاجه. العديد من النماذج لديها نقطة ليزر واحدة أو مزدوجة للمساعدة في الهدف. تذكر: يشير الليزر إلى مركز منطقة القياس ، ولكن حجم البقعة الفعلي أكبر.
● تثبت يدك أو استخدم ترايبود إذا أمكن لأهداف صغيرة أو مسافات طويلة.
6. خذ القياس:
● أشرف مقياس الحرارة في المنطقة المستهدفة المعد.
● اضغط مع الاستمرار على زر الزناد/القياس. تستغرق معظم الأجهزة 1-3 ثوانٍ فقط لعرض القراءة. بعض الصفير عند الانتهاء.
● الحفاظ على مقياس الحرارة ثابتة خلال فترة القياس الموجزة هذه.
7. سجل وتفسير:
لاحظ درجة الحرارة المعروضة.
● بالنسبة للجبهة البشرية/الشريان الزمني: فهم أن قراءات الجبهة عادة ما تكون 0.5 درجة فهرنهايت إلى 1 درجة فهرنهايت (0.3 درجة مئوية إلى 0.6 درجة مئوية) أقل من درجة حرارة الجسم الأساسية (مثل القراءة الفموية). تشير قراءة جبين 100.4 درجة فهرنهايت (38.0 درجة مئوية) أو أعلى بشكل عام إلى حمى تتطلب المزيد من التحقق (على سبيل المثال ، مقياس الحرارة عن طريق الفم). اتبع دائمًا توجيهات طبية محددة أو بروتوكولات مؤسسية.
● بالنسبة للأسطح الأخرى: فسر القراءة بناءً على السياق (على سبيل المثال ، هل درجة حرارة المحرك هذه آمنة؟ هل الطعام عند الاحتفاظ بدرجة الحرارة؟).
8. كرر الاتساق: لا سيما بالنسبة للقياسات الحرجة مثل فحص درجة الحرارة البشرية ، خذ 2-3 قراءات في نفس البقعة أو المناطق المجاورة قليلاً (على الجبهة ، والتحرك عبر منطقة الشريان الزمني) ومتوسطها. انتظر بضع ثوان بين القراءات.
9. المتجر بشكل صحيح: قم بإيقاف تشغيل مقياس الحرارة ، وحماية العدسة باستخدام الغطاء (إذا تم توفيرها) ، وتخزينها في حالتها في بيئة نظيفة وجافة ومستقرة.
4. أفضل الممارسات والنصائح الاحترافية
● درجة الحرارة المحيطة: تجنب أخذ القياسات في ضوء الشمس المباشر ، بالقرب من فتحات التدفئة/التبريد ، أو في المناطق الرائعة. درجة حرارة الغرفة المستقرة مثالية للقياسات البشرية.
● اتساق القياس البشري: قم دائمًا بقياس نفس الموقع (على سبيل المثال ، مركز الجبهة). تدريب المستخدمين على تقنية موحدة.
● تجنب فجوات الهواء: على الرغم من عدم الاتصال ، تأكد من عدم وجود شيء (مثل الزجاج أو البخار أو الدخان) بين عدسة مقياس الحرارة والسطح المستهدف.
● استخدم الليزر بحكمة: الليزر هو فقط للهدف. لا توجه أبدًا مباشرة إلى عيون أي شخص. كن على علم بأنه على الأسطح الساخنة جدًا ، قد يتم امتصاص النقطة الليزرية نفسها وتؤثر قليلاً على القراءة (على الرغم من أنها عادة ما تكون ضئيلة).
● تعرف على القيود: قياس الحرارية الأشعة تحت الحمراء تقيس درجة حرارة السطح فقط. لا يمكنهم قياس درجة الحرارة الداخلية (مثل الطعام داخل أو جسم الإنسان).
● التحقق المنتظم/المعايرة: تحقق بشكل دوري من دقة "مقياس الحرارة الخاص بك" مقابل مرجع معروف (مثل مصدر المعايرة القابل للتتبع NIST ، أو مقياس حرارة تقليدي عالي الجودة في حمام مائي مستقر ، أو نقطة انصهار الجليد). اتبع جدول المعايرة الموصى به من الشركة المصنعة. خدمات المعايرة المهنية متوفرة.
● اختر الأداة الصحيحة: لقياس درجات حرارة الغذاء الداخلية ، لا يزال مقياس حرارة التحقيق ضروريًا. الأشعة تحت الحمراء رائعة للفحص السطحي أو المسح السريع.
5. أسئلة (الأسئلة الشائعة) حول موازين حرارة الأشعة تحت الحمراء غير الملامسة
1. س: لماذا أحصل على قراءات مختلفة عندما أقيس نفس البقعة عدة مرات؟
ج: الاختلافات البسيطة طبيعية بسبب حركة يدوية طفيفة تغيير المسافة/الزاوية ، التقلبات الطبيعية في درجة حرارة سطح الجلد (تدفق الدم ، تبخر العرق) ، أو المسودات البيئية. خذ قراءات متعددة ومتوسطها.
2. س: مقياس حرارة IR الخاص بي يعطي قراءة منخفضة على أنبوب معدني لامع. لماذا؟
ج: المعادن اللامعة لها انبعاثات منخفضة (فهي تعكس طاقة الأشعة تحت الحمراء بدلاً من انبعاثها بشكل جيد). من المحتمل أن تعكس قياس درجة الحرارة المحيطة (مثل الجدار البارد أو السماء). قم بتغطية البقعة بشريط لاخنيع أو طلاء أسود غير لامع ، واتركه يصل إلى درجة حرارة الأنبوب ، ثم قياس الشريط/الطلاء. استخدم ضبط الانبعاث إذا كان متاحًا.
3. س: هل من الطبيعي أن تكون درجة حرارة الجبين أقل من درجة حرارة الفم؟
ج: نعم. عادة ما تكون قراءات الجبهة/الشريان الزمني 0.5 درجة فهرنهايت إلى 1 درجة فهرنهايت (0.3 درجة مئوية إلى 0.6 درجة مئوية) أقل من درجات الحرارة عن طريق الفم الأساسية. إن قراءة 100.4 درجة فهرنهايت (38.0 درجة مئوية) أو أعلى على الجبهة تستدعي عمومًا مزيد من التحقيق باستخدام طريقة درجة الحرارة الأساسية.
4. س: إلى أي مدى يجب أن أحمل مقياس الحرارة؟
ج: يتم تحديد هذا من خلال نسبة المسافة إلى النقطة (D: S) لمقياس الحرارة المحدد (على سبيل المثال ، 8: 1 ، 12: 1 ، 20: 1). تحقق من الدليل. التمسك بالمسافة الصحيحة يضمن لك قياس المنطقة المستهدفة المقصودة فقط. بعيد جدا = بقعة أكبر (بما في ذلك الخلفية) ؛ قريب جدا = بقعة أصغر من المستشعر يمكن أن يقيس بدقة.
5. س: هل يمكنني استخدام مقياس حرارة الأشعة تحت الحمراء عبر الزجاج أو البلاستيك؟
ج: عموما ، لا. معظم الزجاج والبلاستيك غير شفافين لأطوال الموجات بالأشعة تحت الحمراء المحددة التي تستخدمها هذه المقاييس الحرارية. سوف تقيس درجة حرارة سطح الزجاج/البلاستيك نفسه ، وليس الكائن وراءه.
6. س: لماذا تتغير القراءة عندما أقترب قليلاً أو أبعد؟
ج: تغيير المسافة يغير حجم بقعة القياس (مجال الرؤية). إذا اقتربت أكثر ، تصبح البقعة أصغر ؛ إذا كان أبعد ، فإنه يصبح أكبر ، وربما بما في ذلك كائنات خلفية أكثر سخونة أو أكثر برودة والتي تشوه القراءة. الحفاظ على المسافة المحددة بواسطة نسبة D: S.
7. س: هل أحتاج إلى ضبط الانبعاث؟
ج: بالنسبة للأسطح عالية الانبعاثات مثل الجلد أو الخشب أو المطاط أو معظم الأسطح المطلية (الابتعاثية ~ 0.95) ، غالبًا ما يكون الإعداد الافتراضي (عادة 0.95) كافيًا. بالنسبة للأسطح المنخفضة الانصهار مثل المعادن اللامعة أو الحجر المصقول أو الرقائق ، نعم ، يعد وضع الانبعاث الصحيح (أو استخدام طريقة الشريط) أمرًا ضروريًا للدقة. تحقق من جدول انبعاث "دليلك".
8. س: هل يمكنني قياس درجة الحرارة البشرية على الرسغ أو أجزاء الجسم الأخرى؟
ج: على الرغم من أنه ممكن ، إلا أنه لا ينصح به لفحص الحمى الدقيق. تتقلب درجة حرارة المعصم بشكل كبير بناءً على تدفق الدم والبيئة ولا ترتبط بشكل موثوق بدرجة حرارة الجسم الأساسية. الجبهة (الشريان الزمني) هي الموقع القياسي للفحص البشري غير المتصل بسبب ارتباطه الأفضل وسهولة الوصول إليه.
9. س: مقياس الحرارة الخاص بي يحتوي على وضع "جسم" و "سطحي". ماذا "الفرق؟
أ: وضع "الجسم" عادةً ما يفترض انبعاثًا مرتفعًا (~ 0.97-0.98) وقد يطبق إزاحة طفيفة على درجة الحرارة الأساسية التقريبية من القراءة السطحية (شائعة على نماذج الجبين). يستخدم وضع "السطح" عادةً انبعاثًا ثابتًا (غالبًا 0.95) ويعرض درجة حرارة السطح الفعلية دون إزاحة. استخدم "الجسم" فقط لقياس الجبين البشري ؛ استخدم "سطح" لكل شيء آخر. سيعطي وضع "الجسم" على الكائنات قراءات غير صحيحة.
10. س: كم مرة يجب أن أقوم بمعايرة مقياس حرارة الأشعة تحت الحمراء؟
ج: يعتمد ذلك على توصيات الاستخدام والناقدة والشركة المصنعة. للاستخدام غير الرسمي للمنزل ، فإن فحص حمام جليدي (0 درجة مئوية / 32 درجة فهرنهايت - مزيج من الثلج / الماء المكسر) أمر معقول. للفحص الطبي أو التطبيقات الصناعية ، اتبع بروتوكولات أكثر صرامة (على سبيل المثال ، ربع سنوي ، سنويًا) باستخدام مصادر المعايرة التي يمكن تتبعها. انخفاضات كبيرة ، والتعرض للظروف القصوى ، أو عدم الدقة المشتبه في ذلك الأمر.
موازين حرارة الأشعة تحت الحمراء غير الممتازة توفر سرعة لا مثيل لها ، ونظافة ، وراحة لقياس درجات حرارة السطح عبر تطبيقات متنوعة.
ومع ذلك ، فإن دقتها تتوقف على فهم واحترام التكنولوجيا الأساسية وقيودها. من خلال اتباع الخطوات المبينة بعناية - إعداد الجهاز والهدف ، وضع المعلمات بشكل صحيح ، والحفاظ على المسافة والزاوية المناسبة ، وتفسير النتائج في السياق - يمكنك الاستفادة من الإمكانات الكاملة لهذه الأدوات القوية.
تذكر استشارة دليل جهازك ، وتكون على دراية بالانبعاثات والعوامل البيئية ، والتحقق من المعايرة بشكل دوري. يستخدم بحكمة ، يعد مقياس حرارة الأشعة تحت الحمراء غير الملامسة أحد الأصول القيمة للحفاظ على الصحة والسلامة والكفاءة في أماكن لا حصر لها.
