أفضل 5 طرق لقياس درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء؟

وقت:2026-09-13 مؤلف:
0%

يتعامل مع الأشعة فوق البنفسجية بطريقة سريعة دون لمس الحرارة، ويعتقد أنه لا يثق بشكل موثوق به دائمًا. قد تضبط الحرارة 37.2 درجة مئوية، بينما تكون درجة حرارة الجسم مختلفة بسبب اللون أو المسافة أو الإضاءة الضارة. لذلك يحتاج المستخدم إلى فهم طريقة القياس، لا لقراءة الرقم فقط.

أظهر هذا الدليل أفضل سرعة لدرجات الحرارة تحت الحمراء بدقة أكبر. تشمل المركبة مقارنة الجهاز بميزان مرجعي، وفحصه عند نقطة الماء، وختبره قرب نقطة الغليان مع ارتفاع الارتفاع، وضبط مقترح الانبعاث، ومراقبة نسبة المسافة إلى مساحة القياس. كما نناقش التأثير الناجم عن الحريقة، والزجاج، والغبار، وتغير حرارة الغرفة. هذه تفاصيل صغيرة. ومع ذلك مؤثرة.

ومن الصعب أن تبحث عن كيفية التحقق مما إذا كان مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء يعمل بشكل صحيح لمعرفة خطوات التحقق اللازمة. مع ذلك، لا تكفي أي نتيجة واحدة للحكم على سلامة الجهاز. يجب تحديد القياس ثلاث مرات، والفحص الشامل للكتل، ويتكيف الجهاز مع المكان قبل استخدامه. يتعرف على الفنيين وتوجيهات الشركات المتخصصة إلى تفاصيل دليل المنتج، والتعاقد على الانبعاث ونطاق القياس يختلف بين الارتباطات. قد نخطئ في تفسير الرقم. وهذا سبب مهم لتشكيل الظروف المحيطة، مثل درجة الحرارة، وبعد الجهاز، ونوع السطح المثالي. وهذا المذكرة القياس أكثر قابلية للتكرار، وأقرب إلى الدقة المهنية.

أفضل 5 طرق لقياس درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء؟

جهاز قياس الترمومتر بالأشعة تحت الحمراء

لذلك جهاز قياس الترمومتر بالأشعة تحت الحمراء وسيلة سريعة لدرجات الحرارة دون لمسها. يعتمد الجهاز على التقاط الطاقة الحرارية المنبعثة من سطحها إلى قراءة رقمية. لا يقيس حرارة الجسم الداخلية مباشرة، وهذه نقطة يغفلها بعض المستخدمين.

للحصول على نتيجة أدق، يوجه الجهاز عموديًا نحو السطح، ويحافظ على المسافة بين الاختلاف. نظّف اختيارك لفحص الرئة، لأن قد يغيّر القراءة. ضوابط الانبعاث عند قياس المعادن أو المثلثات. تجنّب القياس القريب، أو تيار الهواء، أو الأشعة الشمسية المباشرة. حاول القياس مرتين أو ثلاثًا، ثم قارن النتائج. الطريقة الخامسة المهمة هي استخدام مقياس تلامسي مرجعي عند الحاجة. قد أخطئ في بعض الأحيان إذا تجاهلت نوع السطح.

نصائح: اترك الجهاز في المكان نفسه بضع دقائق قبل الاستخدام. لا تقِس سطحًا خفيفًا باردًا بعد نقله مباشرة إلى الغرفة. اختر منطقة تقييد، وجعلها خالية من العوائق. دوّن الوقت والمسافة والنتيجة، خاصة في المختبر أو ورشة العمل. إذا اختلفت القراءات كثيرًا، توقف عن التفسير وراجع الإعدادات أولًا.

تحديد الحرارة باستخدام الكاميرا الحرارية

تحديد الحرارة باستخدام الكاميرا الحرارية يبدأ بضبط الإعدادات، ولا بالتصوير العشوائي. التقاط كاميرا الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من السطح، ثم تتحول إلى ترمومتر مرئي. يجب أن يكون حجم المادة انبعاثية، لأن الجلد 0.98، في حين قد يصل إلى المعادن المصقولة إلى أقل من 0.10، وفق ASTM E1933. انعكاسات تضلل القياس.

ضع الكاميرا على مسافة قصيرة، ولوثت عدسة التصوير، واستمتع بالشمس والهواء المتحرك. اترك الجهاز والسطح نحو 10 دقائق للتكيف. شاهد إرشادات ISO 18434-1 لأهمية المسافة، والرطوبة، ودرجة حرارة البيئة، وحالة السطح. استخدم منطقة قياس صغيرة، لا مفردة. التفاصيل مهمة.

في الفيلم البشري، لا تعني درجة تشخيص الجلد الحمى. وأوضح إرشادات منظمة الصحة العالمية لعام 2020 أن كاميرات المراقبة الحرارية ذات درجة حرارة السطح فقط، ويفضل بالعرق أو غطاء المشي أو السريع. قارِن القراءة بمرجع معاير، وكرّر القياس ثلاث مرات. هذا ليس مثاليا. أنها تبدو الصورة دقيقة، ولكن خطأ التجاوز درجتين مئويتين بسبب انعكاس خفي أو إعداد خاطئ. لذلك هناك مصادر جسمية سوداء مرجعية عند الحاجة، مع التأكد من عدم اليقين أخيرا من إخفائه.

أفضل 5 طرق لقياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء باستخدام كاميرا حرارية

تُظهر هذه القراءات النموذجية كيف يمكن لأدوات قياس الكاميرات الحرارية المختلفة أن تُبلغ عن درجات حرارة مختلفة في المشهد نفسه. يستهدف قياس النقطة بكسلًا واحدًا، ويُلخص متوسط ​​المساحة منطقةً ما، وتُحدد القيم القصوى والدنيا القيم المتطرفة، ويُبرز خط تساوي درجة الحرارة البكسلات التي تتجاوز عتبةً مُحددة.

قياس القراءات بوساطة كاشف الثرموبيل

تُقاس درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء بخمسة عزل عام: الكاشف، والمزدوج، والمقاومة الحرارية، وكاشف الأشعة، والكاميرا الحرارية. ويبقى الثرموبيل عملياً للقراءات غير الاتصالية، لأنه يوجه القراءه كهربائياً إلى جهد قابل للمعالجة. تعمل منها ضمن نطاق 8-14 وحدات ميكرومترًا، حيث تكون الأجسام اليومية مصدرًا واضحًا للإشعاع.

تستخدم وصفة ASTM E1965 أن مقياس الحرارة المعتمد يعتمد على التحسين والمسافة، ويمكن تحديد الدقة. أما ISO 80601-2-56 Ff الدقة في فحص الأداء في الاختبار التطبيقي، وليس المختبرات فقط. عند قياس سطح الجلد، يمكن عادة أن تصل قيمة انبعاثية إلى 0.98، وهي قيمة مرجعية محدودة لكل الوقت. اختلاف الرطوبة أو الشعر قد يغير النتيجة.

يحتاج الثرموبيل إلى نافذة نظيفة، ومسار بصري غير محجوب، ووقت استقرار قصير. ضع الكاشف عمودياً على السطح، وثبّت المسافة في كل قراءة. لا تعتمد على قراءة واحدة. راجع التقارير إلى التقارير الدقيقة للمعهد الوطني والتقنية (NIST) إلى عدم اليقين والوظيفة التي تشمل الجهاز، ودرجة حرارة البيئة، ودقة المرجع. الخطأ قد يبدو غير مهم. لكنه يتكرر وتكرارا. ومن القياس، قد تكون أقل من المتوقع إذا كانت القراءة سطحية أو عاكسة؛ لذلك يجب الحصول على اختبار مرجعي قبل الاعتماد على النتائج.

استخدام الراديوم الراديوي للإشعاع الحراري

أفضل 5 طرق لدرجات حرارة الأشعة تحت الحمراء ترتبط بنماذج آمنة، لا بالراديوم المشع. فالراديوم مادة تشع إرسال جسيمات وإشعاعات مؤينة، وليس إلى درجة حرارة الإشعاع. ونجحت الوكالة الدولية للطاقة الذرية، فيبلغ عمرها نصف عمر راديوم-226 نحو 1600 سنة، لذلك تبقى طويلة الأمد. يستخدم قرب جهاز القياس الحراري قد تمكنك من إنتاج إشعاعيا، دون تفعيل القراءة فقط.

احتراق الأشعة، يعتمد المختصون على مقياس حرارة الأشعة تحت الحمراء، أو الكاميرا الحرارية، أو بيرومتر بصري، مع ضبط الاشعة تحت الحمراء. وتوضح إرشادات المعهد الوطني للأخلاقيات والتقنية أن الشفافية قد تكون أخلاقية البيئة، فتنتج قراءة مضللة. السطح الأسود غير أسهل للقياس. هذه نقطة مهمة.

يمكن استخدام مسبار حراري تماسي، مثل الثرموقبل أو كاشف الحرارة، فقط النتيجة. معيار ISO 18434-1 ويسمح بتوثيق المسافة، أوزاوية الرؤية، ومعامل الانبعاث، ودرجة حرارة المحيط. عملياً، أترك الجهاز يستقر قبل القراءة، وأقيس نقطة الاختبار ثلاث مرات. لكن هذا لا يكفي تكرارا. قد تعاني من الرطوبة وحركة الهواء. لذلك يجب تجديد الجهاز بجسم أسود مرجعي، وتسجيل عدم اليقين سوى من عرض رقم واحد بثقة زائدة.

تحليل الطيف تحت الأحمر لتقدير درجة الحرارة

يمنح تحليلاً تحت الأحمر طريقة غير الطيفية لتقدير درجة حرارة الأجسام. تبعث من السطح طوال فترة موجة مختلفة، ويتغير توزيعها مع ارتفاع درجة الحرارة. سجل تقييم هذا التوزيع، ثم قم بمقارنة الخوارزمية بنموذج القراءة. مدة الذروة القصوى قرب النطاق المحدد، كافية لا تكفي. لقد يعكس الضوء السطحي من مصدر حرارة مجاور.

يمكن القياس بخمسة قوارب طريقة: تحديد التلسكوبية، وحساب القراءة الكلية، والمقارنة بين طولين موجيين، وملاءمة بلانك، وربط نطاق درجة الحرارة معين بدرجة مرجعية. لتتناسب مع الجسم الذي يناسبها انبعاثها جزئياً. أمة الذهول الكاملة فتحتاج إلى طيف واضح و تجديد الدقيق. يجب تسجيل درجة حرارة البيئة، والمسافة، وزاوية الرصد. حتى البخار قد يضعف بعض النطاقات.

التجديد مهمة جداً. لعدة أجسام مرجعية معروفة للحرارة، ثم تحاول مقارنة قراءات الجهاز في الظروف الخاصة بها. السطح ليس مثالياً. تتراوح الانبعاثية بين ميتال المطلي، والزجاج، والجلد، والغبار. لذلك قد تبدو قراءة شاشة الكمبيوتر الأقل من حرارته الكلاسيكية. أقترح فحص النتيجة بميزان تلامسي عند اختيار، مع قياس القياس من ثلاثة زوايا. لا تعني الزجاجة المتقاربة صحة دائماً؛ لقد كان الرد ثابتاً وغير ظاهر. وقد طالب بمراجعة النموذج عندما يشتد لون السطح أو تركيبته أثناء عملية التسجيل.

أفضل 5 طرق لقياس درجة الحرارة باستخدام الأشعة تحت الحمراء - تحليل الطيف بالأشعة تحت الحمراء لتقدير درجة الحرارة

طريقة النطاق الطيفي النموذجي مبدأ القياس نطاق درجة الحرارة النموذجي الدقة النموذجية* المزايا الرئيسية القيود الرئيسية التطبيقات الأنسب
التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء أحادي اللون الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة الطويلة: حوالي 8-14 ميكرومتر يحسب درجة حرارة السطح من الإشعاع تحت الأحمر المنبعث باستخدام قانون بلانك وقيمة انبعاثية مفترضة. تتراوح درجة الحرارة من -20 إلى 500 درجة مئوية تقريبًا، وذلك حسب نوع الكاشف ومعايرته. حوالي ±1-2 درجة مئوية في ظل ظروف مضبوطة سريع، بدون تلامس، ينتج خريطة درجة حرارة ثنائية الأبعاد، وهو مناسب للأسطح المتحركة أو الكبيرة. يتأثر بشدة بالانبعاثية، والإشعاع المنعكس، والامتصاص الجوي، وزاوية الرؤية، وحالة السطح. عمليات فحص المباني، والصيانة الكهربائية، والمعدات الميكانيكية، ومراقبة العمليات، والبحوث الطبية.
قياس درجة الحرارة ثنائي اللون أو النسبي نطاقان ضيقان، عادةً في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة أو الأشعة تحت الحمراء ذات الموجة القصيرة يقدر درجة الحرارة من نسبة الإشعاع المقاس عند طولين موجيين، مما يقلل من الحساسية للانبعاثية الكلية والانسداد الجزئي. حوالي 300-3000 درجة مئوية حوالي ±0.5–1% من القراءة بعد المعايرة الصحيحة يعمل بشكل جيد مع الأهداف الساخنة والأجسام المتحركة والحالات التي يؤثر فيها الغبار أو الدخان أو تغير انبعاثية السطح على قياس النطاق الواحد. يتطلب ذلك إشعاعًا كافيًا عند كلا الطولين الموجيين وقد يكون غير دقيق عندما تتغير الانبعاثية الطيفية بشكل كبير. المعادن المنصهرة، والأفران، ومناطق الاحتراق، والزجاج الساخن، وعمليات التصنيع عالية السرعة.
مطيافية انبعاث الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه نطاق واسع للأشعة تحت الحمراء المتوسطة، غالباً ما يكون حوالي 2.5-25 ميكرومتر يطابق طيف انبعاث الأشعة تحت الحمراء المقاس مع نموذج الإشعاع الحراري؛ ويمكن أن تساعد السمات الطيفية أيضًا في تحديد الانبعاثية المعتمدة على المادة. تتراوح درجة الحرارة بين 100 و1500 درجة مئوية تقريبًا، وذلك حسب نوع الكاشف والتكوين البصري. عادةً ما تكون القيمة ±2-5 درجة مئوية بعد المعايرة وتصحيح الانبعاثية يوفر معلومات عن درجة الحرارة بالإضافة إلى المعلومات الطيفية، مما يسمح بتحليل أكثر تفصيلاً من مستشعر النطاق الواحد. أكثر تعقيدًا وأبطأ من التصوير الحراري العادي؛ وتعتمد النتائج على الدقة الطيفية والمحاذاة البصرية والتصحيح الجوي. أبحاث المواد، ودراسات الأفران، وتحليل الاحتراق، وعلوم الكواكب، وقياسات الانبعاثات المختبرية.
قياس درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء متعددة الأطياف عدة نطاقات منفصلة عبر الأشعة تحت الحمراء القريبة أو القصيرة أو المتوسطة يستخدم قياسات الإشعاع عند أطوال موجية متعددة لتقدير درجة الحرارة بشكل مشترك، وفي بعض النماذج، الانبعاثية المعتمدة على الطول الموجي. حوالي 200-2000 درجة مئوية حوالي ±1-3 درجة مئوية عندما يكون النموذج الطيفي صالحًا يوفر تعويضًا أفضل للانبعاثية مقارنة بطرق النطاق الواحد ويمكنه التمييز بين درجة الحرارة وتأثيرات المادة أو السطح. يتطلب الأمر قنوات معايرة متعددة ونموذج انبعاثية مناسب؛ وتكون تكلفة الحساب والنظام أعلى بشكل عام. معالجة أشباه الموصلات، واختبارات الفضاء الجوي، والمواد ذات درجات الحرارة العالية، والأسطح الصناعية المعقدة.
استشعار درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء باستخدام الألياف الضوئية إشعاع الأشعة تحت الحمراء القريبة أو المتوسطة المنقول عبر الألياف البصرية يجمع الإشعاع الحراري في موقع بعيد أو معزول كهربائياً ويحول الإشارة الطيفية أو الإشعاعية المعايرة إلى درجة حرارة. تتراوح درجة الحرارة بين 200 و1000 درجة مئوية تقريبًا، وذلك حسب مادة الألياف وتصميم المستشعر. حوالي ±1-3 درجة مئوية في تركيب معاير مناسب للبيئات المغلقة، أو ذات الجهد العالي، أو الميكروويف، أو المواد الكيميائية العدوانية، أو البيئات ذات الضوضاء الكهرومغناطيسية. يمكن أن تؤثر خسائر نقل الألياف، ومحاذاة المجس، والحد الأدنى لحجم الهدف، وتلوث النافذة على القياس. المفاعلات، ومعدات الجهد العالي، والأفران البعيدة، ومعالجة الميكروويف، وقياسات درجة الحرارة داخل الأماكن الضيقة.

*قيم الدقة هي نطاقات هندسية تمثيلية في ظل ظروف معايرة ومضبوطة. يعتمد الأداء الفعلي على الانبعاثية والمسافة والنفاذية الجوية وحجم الهدف وجودة المعايرة وخصائص الكاشف وهندسة القياس.

FAQS

ما وظيفة كاشف الثرموبيل في قياس الحرارة؟

يحول الأشعة تحت الحمراء إلى جهد كهربائي يمكن معالجته. ويتيح قياساً غير تلامسي.

ما الظروف المناسبة لقراءة سطح جلدي؟

استخدم انبعاثية مرجعية تقارب 0.98. ثبّت المسافة والزاوية، وتجنب الشعر والرطوبة.

لماذا يجب تنظيف نافذة الكاشف؟

الغبار أو البخار يحجبان المسار البصري. وقد يسببان قراءة أقل من الحرارة الحقيقية.

كيف أضع الجهاز أثناء القياس؟

وجّه الكاشف عمودياً على السطح. ثبّت المسافة في كل مرة.

هل تكفي قراءة واحدة؟

لا، قِس النقطة نفسها ثلاث مرات على الأقل. سجّل النتائج، ولا تثق بالرقم المنفرد.

هل يصلح الراديوم لمعايرة القياس الحراري؟

لا. الراديوم مادة مشعة طويلة العمر، وليس مصدراً مناسباً لقياس الحرارة. استخدم جسماً أسود مرجعياً آمناً.

ما العوامل التي تسبب خطأ في القراءة؟

تؤثر الرطوبة، وحركة الهواء، وانعكاس السطح، ودرجة البيئة. الزجاج والمعدن المطلي قد يضللان الجهاز.

كيف أتحقق من صحة النتيجة؟

قارن القراءة بجسم مرجعي معروف الحرارة. ويمكن استخدام مسبار تلامسي عند الحاجة، لكن ذلك ليس مثالياً دائماً.

Conclusion

يستعرض هذا المقال الطرق المتخصصة لتقدير درجة حرارة النيون بالأشعة تحت الحمراء. تبدأ الطريقة الأولى باستخدام الترمومتر بالأشعة تحت الحمراء، الذي يلتقط القراءات من السطح ويحرره إلى القراءة الرقمية، مع عدم توجيهه من المسافة الفعالة وضبط اتفاقية الانبعاث. أما الكاميرا الحرارية فتُظهر توزيع الحرارة على شكل صورة، مما يساعد على اكتشاف المناطق الساخنة والباردة. وكذلك استخدام كاشف الثيرموبيل للطاقة الحرارية إلى إشارة كهربائية للقياس.

لتحليل الأشعة الضوئية الأخرى، لتحليل الطاقة المنبعثة عن النار، إضافة إلى التحليل الطيفي تحت الأحمر، الذي يقدّر الحرارة من خصائص الأجرام السماوية طوال الوقت. للتأكد من صحة النتائج، يجب مقارنة القراءات بمرجع معروف وفحص دقة الجهاز؛ ويمكن البحث عن إرشادات بعنوان كيفية التحقق مما إذا كان مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء يعمل بشكل صحيح، مع النظارات الطبية والظروف المحيطة.