Máy đo nhiệt độ bằng hồng ngoại (Infrared Laser Thermometer)
Máy đo nhiệt độ bằng hồng ngoại, hay nhiệt kế laser, là thiết bị đo nhiệt độ không tiếp xúc dựa trên nguyên lý bức xạ hồng ngoại từ bề mặt vật thể. Nhờ tính tiện lợi, nhanh chóng và an toàn, thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
Máy đo nhiệt độ bằng hồng ngoại, hay nhiệt kế laser, là thiết bị đo nhiệt độ không tiếp xúc dựa trên nguyên lý bức xạ hồng ngoại từ bề mặt vật thể. Nhờ tính tiện lợi, nhanh chóng và an toàn, thiết bị này được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
Nguyên lý hoạt động
Nhiệt kế hồng ngoại hoạt động bằng cách thu nhận bức xạ nhiệt hồng ngoại phát ra từ vật thể. Bất kỳ vật thể nào trên nhiệt độ tuyệt đối không (0 Kelvin hay -273.15°C) đều phát ra bức xạ hồng ngoại. Cảm biến hồng ngoại thu nhận bức xạ này và chuyển đổi thành tín hiệu điện. Tín hiệu điện được xử lý qua mạch điện tử để tính toán nhiệt độ và hiển thị trên màn hình.Các thành phần chính
- Cảm biến hồng ngoại: Thu nhận bức xạ nhiệt từ vật thể.
- Ống ngắm laser: Giúp định vị chính xác khu vực đo, không ảnh hưởng đến nhiệt độ đo.
- Mạch xử lý tín hiệu: Chuyển đổi tín hiệu hồng ngoại thành giá trị nhiệt độ.
- Màn hình hiển thị: Hiển thị kết quả đo nhiệt độ.
Hệ số phát xạ (Emissivity)
Hệ số phát xạ là yếu tố quan trọng trong đo nhiệt độ bằng nhiệt kế hồng ngoại, biểu thị khả năng bề mặt vật liệu phát ra bức xạ nhiệt so với vật đen tuyệt đối. Giá trị này nằm trong khoảng từ 0 đến 1. Bề mặt sơn mờ có hệ số phát xạ cao (khoảng 0.95), trong khi kim loại sáng bóng có hệ số phát xạ thấp (khoảng 0.1). Để đo nhiệt độ chính xác, cần điều chỉnh hệ số phát xạ của thiết bị phù hợp với vật liệu đo.Ứng dụng trong công nghiệp và y tế
Công nghiệp:- Phạm vi đo rộng từ -50°C đến hơn 1000°C.
- Kiểm tra nhiệt độ lò nung, động cơ, bề mặt máy móc.
- Thiết kế chắc chắn, chịu được môi trường khắc nghiệt, lưu trữ dữ liệu và đo từ xa bằng laser.
- Phạm vi đo từ 32°C đến 42°C, phù hợp đo nhiệt độ cơ thể.
- Độ chính xác cao (khoảng ±0.2°C), thiết kế nhỏ gọn, dễ sử dụng, an toàn cho da.
- Thường đo nhiệt độ trán hoặc tai, có cảnh báo sốt và lưu trữ kết quả đo.
Ưu điểm và hạn chế
Ưu điểm:- Không tiếp xúc: Đo nhiệt độ từ xa, an toàn cho bề mặt nguy hiểm.
- Nhanh chóng: Đo nhiệt độ tức thì.
- Độ chính xác cao khi sử dụng đúng cách và hiệu chuẩn đúng.
- Phụ thuộc vào hệ số phát xạ của vật liệu.
- Ảnh hưởng bởi môi trường: Bụi, khói, hơi nước có thể làm giảm độ chính xác.
- Độ chính xác giảm khi góc đo lệch nhiều so với góc vuông với bề mặt đo.
Tỷ số D (Distance-to-Spot Ratio)
là thông số quan trọng cho biết khả năng đo nhiệt độ chính xác từ khoảng cách nhất định, biểu thị mối quan hệ giữa khoảng cách từ thiết bị đến bề mặt cần đo (D – Distance) và đường kính vùng đo (S – Spot size).Ý nghĩa của tỷ số D
- D (Distance): Khoảng cách từ nhiệt kế hồng ngoại đến bề mặt đo.
- S (Spot size): Đường kính vùng đo.
Ứng dụng của tỷ số D
- Đo chính xác từ xa:Tỷ số D càng cao, máy đo càng có thể đo nhiệt độ chính xác ở khoảng cách xa.
- Chọn thiết bị phù hợp:Người dùng cần chọn máy đo có tỷ số D phù hợp để đảm bảo vùng đo nhỏ hơn bề mặt cần đo, tránh kết quả không chính xác do bao gồm nhiệt độ của các vùng xung quanh.
Ví dụ cụ thể về tỷ số D
- Tỷ số D 8:1:
- Khi đo ở khoảng cách 8 cm, vùng đo có đường kính 1 cm.
- Khi đo ở khoảng cách 16 cm, vùng đo có đường kính 2 cm.
- Phù hợp cho các ứng dụng đo gần hoặc các bề mặt lớn.
- Tỷ số D 30:1:
- Khi đo ở khoảng cách 30 cm, vùng đo có đường kính 1 cm.
- Khi đo ở khoảng cách 60 cm, vùng đo có đường kính 2 cm.
- Phù hợp cho các ứng dụng đo xa hoặc cần độ chính xác cao ở khoảng cách lớn.