Tuesday, 9 July 2024

เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด เทคโนโลยี คุณประโยชน์ และการใช้งานจริง

เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด

เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด (IR Thermometer) คืออุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดอุณหภูมิจากระยะไกลโดยการตรวจจับรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุ วัตถุทุกชนิดที่มีอุณหภูมิมากกว่า 0 องศาสัมบูรณ์จะแผ่รังสีอินฟราเรดออกมาทำให้เครื่องวัดนี้สามารถตรวจจับอุณหภูมิ ความร้อนได้

ในการออกแบบขั้นพื้นฐานที่สุด IR Thermometer จะประกอบด้วยเลนส์เพื่อโฟกัสพลังงานอินฟราเรด (IR) ไปยังเครื่องตรวจจับ ซึ่งจะแปลงพลังงานเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่สามารถแสดงเป็นหน่วยอุณหภูมิหลังจากได้รับการชดเชยความแปรผันของอุณหภูมิโดยรอบแล้ว

เนื่องจากเป็นอุปกรณ์วัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัส เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม การแพทย์ การคุ้มครองสิ่งแวดล้อม และสาขาอื่นๆ ใช้หลักการที่ว่าพลังงานรังสีอินฟราเรดเป็นสัดส่วนกับอุณหภูมิของพื้นผิววัตถุ และกำหนดอุณหภูมิโดยการวัดพลังงานรังสีอินฟราเรดบนพื้นผิวของวัตถุ มีข้อดีคือ รวดเร็ว แม่นยำ และไม่สัมผัสกับวัตถุ

หลักการทำงาน

เครื่องวัดอุณหภูมิแบบอินฟราเรดใช้แนวคิดของการแผ่รังสีอินฟราเรดเพื่อกำหนดอุณหภูมิพื้นผิวของวัตถุโดยไม่ต้องสัมผัสทางกายภาพ เรามาดูกันว่ารังสีอินฟราเรดคืออะไรเพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการทำงานของเทอร์โมมิเตอร์ IR ได้ดีขึ้น

รังสีอินฟราเรด

รังสีอินฟราเรด (IR) คือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทหนึ่งที่มีความยาวคลื่นยาวกว่าแสงที่ตามองเห็น แต่สั้นกว่าคลื่นไมโครเวฟ มองไม่เห็นด้วยตามนุษย์ แต่สัมผัสได้ถึงความร้อน รังสีอินฟราเรดถูกปล่อยออกมาจากวัตถุทุกชนิดที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์ (-273.15°C หรือ -459.67°F) รวมถึงร่างกายมนุษย์ สัตว์ พืช และวัตถุไม่มีชีวิต

วัตถุทุกชนิดที่ไม่อยู่ในอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์จะมีอะตอมเคลื่อนที่อยู่ภายใน ความเร็วในการเคลื่อนที่นี้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับอุณหภูมิของมัน ยิ่งอุณหภูมิสูงเท่าใด โมเลกุลก็จะเคลื่อนที่เร็วขึ้นเท่านั้น โมเลกุลที่เคลื่อนที่เหล่านี้ปล่อยพลังงานออกมาในรูปของรังสีอินฟราเรด

อินฟราเรดคือ

ความยาวคลื่นของรังสีนี้ยาวกว่าแสงที่ตามองเห็น ดังนั้นเราจึงไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า อย่างไรก็ตาม การแผ่รังสีสามารถข้ามไปยังสเปกตรัมที่มองเห็นได้หากวัตถุร้อนเกินไป โลหะร้อนที่เรืองแสงเป็นสีแดงหรือบางครั้งก็เป็นสีขาวก็เป็นตัวอย่างหนึ่ง

แม้ว่าเราอาจมองไม่เห็นรังสีอินฟราเรด แต่เรายังสามารถสัมผัสได้ในรูปของความร้อน ความร้อนที่เราสัมผัสได้จากแสงแดด เครื่องทำความร้อน หรือไฟ ล้วนเป็นตัวอย่างของการแผ่รังสีอินฟราเรด ความร้อนนี้เองที่เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดตรวจจับเพื่อวัดอุณหภูมิของวัตถุ

ปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกซื้อเทอร์โมมิเตอร์แบบ IR

ความแม่นยำ

สิ่งที่สำคัญที่สุดของเทอร์โมมิเตอร์ก็คือความแม่นยำ สำหรับเทอร์โมมิเตอร์แบบอินฟราเรด ความแม่นยำจะขึ้นอยู่กับอัตราส่วนระยะห่างต่อจุด (อัตราส่วน D/S) อัตราส่วนนี้ระบุระยะทางสูงสุดจากจุดที่เทอร์โมมิเตอร์สามารถประเมินพื้นที่ผิวจำเพาะได้

ด้วยเทอร์โมมิเตอร์แบบ IR ที่มีอัตราส่วน D/S 8:1 ระยะทางสูงสุดจากจุดที่คุณสามารถบันทึกอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำจะเท่ากับ 32 นิ้ว (8 :1 x 4) หมายความว่าด้วยอัตราส่วนที่มากขึ้น คุณสามารถวัดอุณหภูมิได้จากระยะไกลขึ้น อย่างไรก็ตามพื้นที่ผิวจะเพิ่มขึ้นตามระยะทางที่เพิ่มขึ้นด้วย

ค่า Emissivity สัมประสิทธิ์การแผ่รังสีความร้อน

การแผ่รังสี (Emissivity) จะแสดงปริมาณพลังงานอินฟราเรดที่เทอร์โมมิเตอร์สามารถปล่อยออกมาได้ในแต่ละครั้ง เทอร์โมมิเตอร์แบบ IR ที่มีค่าการแผ่รังสีใกล้เคียง 1.00 สามารถอ่านวัสดุได้มากกว่าวัตถุที่มีค่าการแผ่รังสีต่ำกว่า เลือกรุ่นที่สามารถปรับค่าได้เพื่อชดเชยพลังงานที่สะท้อนจากวัสดุเพื่อประกอบการพิจารณาในการวัดอุณหภูมิ

ช่วงอุณหภูมิ

ช่วงอุณหภูมิของเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดจะส่งผลต่องานที่คุณสามารถทำได้ คุณอาจต้องการซื้อเทอร์โมมิเตอร์แบบ IR ที่มีช่วงอุณหภูมิกว้างเพื่อบันทึกกระบวนการต่างๆ ที่มีอุณหภูมิต่างกัน ในทางกลับกัน เทอร์โมมิเตอร์แบบอินฟราเรดที่มีช่วงอุณหภูมิแคบจะดีกว่าเมื่อจำเป็นต้องใช้ความละเอียดสูงกว่าเพื่อให้แน่ใจว่ามีการควบคุมอุณหภูมิที่เหมาะสมของกระบวนการเฉพาะ

ความเร็วในการอ่านหรือเวลาตอบสนอง

ความเร็วในการอ่านคือเวลาที่เทอร์โมมิเตอร์ใช้ในการอ่านค่าที่แม่นยำหลังจากเริ่มกระบวนการอ่านค่าของเทอร์โมมิเตอร์ ปัจจัยนี้มีความสำคัญเมื่อวัดอุณหภูมิของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ หรือในกรณีที่วัตถุร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว

ออกแบบ

เทอร์โมมิเตอร์ IR อุตสาหกรรมต้องมีการออกแบบที่ทนทาน เทอร์โมมิเตอร์แบบไม่มีเลนส์และเลนส์เฟรสเนลมีความทนทานเนื่องจากมีโครงสร้างโพลีเมอร์ ซึ่งทำให้ปลอดภัย ในขณะที่เทอร์โมมิเตอร์แบบเลนส์ไมก้าที่แข็งแกร่งจำเป็นต้องมีเปลือกที่ทนทานกว่าและมีกระเป๋าใส่ในการออกแบบเพื่อป้องกันไม่ให้เลนส์แตกร้าว

จอแสดงผลแบบย้อนแสง

หน้าจอเรืองแสงช่วยให้อ่านเทอร์โมมิเตอร์ได้ง่ายขึ้นแม้ในสภาพแสงที่ไม่เอื้ออำนวย

การรับประกัน

การรับประกันเป็นคุณสมบัติที่ต้องมีในเทอร์โมมิเตอร์ เนื่องจากมีความเปราะบางหรืออาจชำรุดได้ เทอร์โมมิเตอร์แบบไม่มีเลนส์และเฟรสเนลมีราคาถูกกว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบเลนส์ไมกา ซึ่งอาจต้องใช้เงินลงทุนมหาศาล หากคุณจะซื้อเทอร์โมมิเตอร์ราคาแพง ให้ซื้อเทอร์โมมิเตอร์ที่มีการรับประกันจากผู้ผลิต

เทอร์โมมิเตอร์แบบอินฟราเรดจำเป็นต่อการใช้งานในขณะที่อ่านอุณหภูมิของพื้นผิวที่เป็นอันตรายเกินไปและแทบจะเข้าถึงไม่ได้ ด้วยกระบวนการทำงานภายในที่ซับซ้อน เทอร์โมมิเตอร์เหล่านี้จึงให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วและใช้งานง่าย อย่างไรก็ตาม ก่อนที่จะเลือกเทอร์โมมิเตอร์แบบ IR ให้ลองพิจารณาช่วงอุณหภูมิและการใช้งานของคุณก่อน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าใช้อุปกรณ์อย่างถูกต้องและถูกที่เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำ