تحقیق مادون قرمز و اهمیت گرمادهی مادون قرمز

این فایل با فرمت Word بوده و قابل ویرایش است و همچنین آماده پرینت می باشد

موضوع : تحقیق مادون قرمز و اهمیت گرمادهی مادون قرمز

مباني و اهميت گرمادهي مادون قرمز

 هر شيء از خود  انرژي تابشي متساعد مي كند و شدت اين تابش دماي آن شي است . حسگرهاي اندازه گيري دماي غير تماسي ، به سادگي شدت اين تابش را اندازه گيري مي كنند . رابطه كلي انرژي تابشي ( شدت ) ، تابعي از دما و طول موج يك بدنة سياه است . اين منحني هاي تابش جسم سياه توسط قوانين پايه در فيزيك توضيح داده شده اند . و بطور انتخابي به عنوان پاية ترمومتري مادون قرمز بكار گرفته شده اند . اين تابش مادون قرمز شبيه به تابش مرئي است ( 45/0 تا 75/0 ميكرون ) بجز مواقعي كه داراي طول موجهاي بيشتر مي باشد اين شامل فتونهايي است كه شكلي از انرژي مي باشند كه با سرعت نور ( 108×83571030/9 فوت بر ثانيه ) در خط مستقيم سير مي كنند . و ميتوان آن را منعكس كرد و يا با اشيايي آن را انتقال داد اين انرژي تابشي قابل ديده شدن و احساس شدن است كه گرماي خورشيد و يا يك اجاق الكتريكي و يا شعله  مثال هايي از آن است . اين مثالها ، مربوط به بخش مرئي طيف الكترومغناطيسي است كه چشم انسان به آن حساس مي باشد . منطقة‌مادون قرمز ، قسمت نامرئي طيف الكترومغناطيسي است ونشاندهندة شكل واقعي انرژي گرمايي است . بخش مادون قرمز از طيف الكترومغناطيس معمولاً با ميكرون توضيح داده مي شود و با رجوع به فيلترهاي مادون قرمز استفاده شده در ترمومترهاي مادون قرمز نشان داده شده است . حسگرهاي طول موج كم عموماً براي كاربردهاي دماهاي بالا ومتوسط بكار گرفته مي شود . و اين بخاطر اين است كه در اين ناحيه ، سطوح با سيگنال بالا ، و فايده هاي فني وجود دارند . براي كاربردهاي با دماي كم ، اين كار به فيلترهاي با طول موج بيشتر و پهناي باند بيشتر ( 8 تا 14 ميكرون ) سپرده مي شود تا انرژي تابشي اندازه گيري شود پيشينه شود .

 در اين ميان فيلترهاي متنوعي با پهناي باند كم براي بهينه سازي كاربردها و خواص اندازه گيري حس گرها بكار گرفته مي شوند .

بعنوان مثال انتخاب و گزينش فيلترهاي خاص در پنجره هاي اتمسفري ، اثرات معكوس مربوط به حساسيت فاصله و گردوغبار را حذف مي كند انتخاب فيلترهاي مادون قرمز همچنين نوع مواد بكار رفته در پنجره را در صورت نياز براي يك كاربرد خاص مشخص مي كند . د رمحدودة‌طول موج پايين ، يك پنجرة شيشه اي معمولي ( بوراسيليكات ) قابل استفاده است در حالي كه پنجره هاي كوارتز و ژرمانيوم براي حسگرهاي به ترتيب با طول موج متوسط و بالا استفاده مي شوند  اين مواد مختلف همچنين به عنوان قسمتي از سيسمتهاي انرژي به كار برده مي شوند و بعنوان يك لنز ، انرژي را از هدف جمع آوري كرده و آن را به شناساگر مادون قرمز متمركز كند .

زمان قابل تنظيم پاسخ براي يك ترمومتر مادون قرمز معمولاً محدودة ms100 تا 10s را كه لازم براي كسب 99% يك عمل خواندن مي باشد را پوشش مي دهد براي كاربردهاي بسيار سريع بين 5 تا 10 ms ، يك حسگربا شناساگر سيليكون يا ژرمانيوم قابل استفاده مي باشد . بطور ميانگين دستگاههاي متعددي از پاسخ قابل تنظيم در محدودة 1 تا ثانيه استفاده مي كنند .سروصداي دستگاه وعمليات كم شود . گرچه اين حالات شامل گرماي القايي و ديگر منابع گرمايي سريع كه نياز به پاسخ هايي در محدوده 10 تا 50ms مي باشند مي شود . كه اين كار با بكارگيري حسگرهاي تخصصي مادون قرمز امكان پذير است . متعاقباً سيستم كنترل هم بايد با سرعت مناسب تنظيم شده تا سيستم كنترل دما بطور كامل ودقيق عمل كند 

 تفكيك پذيري بينايي يا ميدان ديد ( FOV) يكي ديگر از پايه هاي مهم ترمومتري مادون قرمز مي باشد  درحالي كه حسگر براي اكثر كاربردها يك مقوله مهم نيست كاربردهاي حاصي وجود دارند كه نياز به انتخاب دقيقتر FOV دارند .

يك سنسور معمولي به يك سطح با قطر 1 اينچ (2/5cm) نظاره دارد در حالي كه سنسور ،15 اينچ (35cm) از هدف فاصله دارد اثر يك بهره گيري شامل يك شي كوچك باشد ( 0/125inc= 0/32cm ) و يا يك شي بسيار كوچك باشد (0/8mm=0/030inch) لنزهاي دقيقتري بايد براي اندازه گيري دقيق دما بكار گرفته شوند .

 بر همين اساس لنزهاي دوربين ، كه اشيا را در فواصل 10 تا 1000فوتي ( 300-3 متر ) مي بينند ، هم نياز به يك ساختار بندي مخصوص بينايي ولنزي دارند .

 تركيب ديگري از اين ساختار شامل استفاده از لنزهاي سلولزي مي باشدكه اين امكان را به مهندسي مي دهند تا با استفاده از انعطاف آنها سنسور الكتريكي را در فاصله دورتري از محيط خطرناك نصب كنند اين امر باعث حذف پارازيتهاي الكتريكي مي شود و باعث حل مشكل دسترسي و ديگر مشكلات مربوط به جا و فضا مي شود بيشترين كاربرد آن قرار دادن دستگاههاي الكترونيكي در يك منطقه دورتري از محل در معرض حرارت مي باشد وديگر اينكه دما را در جايي كه گرم كننده هاي القايي ، مايكرويو و يا RF ها استفاده مي شود . و EMI براي سيستمهاي الكترونيكي بيش از حد مي باشد اندازه گيري كنيم .

 طول كابل از 3 فوت ( 1 متر ) تا 20 فوت ( 6متر ) متفاوت است و در برخي موارد كابل تا اندازة 50 فوت ( 15 متر ) مورد نياز مي باشد اين نوع فيبرها ( سلولزها ) بسيار سخت و با دوام هستند و قابليت تحمل تا دماي 400°F (200°C) را دارند و همچنين كاربرد در كارخانة فولاد ، كانالهاي تصفية هوا مي توانند تا درجه 800°F (‌425 °C) به كار گرفته شوند