อินฟราเรดเทอร์โมมิเตอร์ (IR) มีประโยชน์ในการวัดอุณหภูมิในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมและทางคลินิก อุปกรณ์วัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัสเหล่านี้ทำงานได้ดีในสถานการณ์ที่วัตถุเปราะบางและเป็นอันตรายเมื่อเข้าใกล้ หรือเมื่อเทอร์โมมิเตอร์ชนิดอื่นไม่สามารถใช้งานได้จริง
เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดใช้แนวคิดของการแผ่รังสีอินฟราเรดเพื่อกำหนดอุณหภูมิพื้นผิวของวัตถุโดยไม่ต้องสัมผัสทางกายภาพ มาดูกันว่ารังสีอินฟราเรดคืออะไรเพื่อให้เข้าใจถึงวิธีการทำงานของเทอร์โมมิเตอร์แบบอินฟราเรด
รังสีอินฟราเรด
ทุกวัตถุที่ไม่อยู่ในอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์มีอะตอมที่เคลื่อนที่อยู่ภายใน ความเร็วของการเคลื่อนที่นี้มีความสัมพันธ์โดยตรงกับอุณหภูมิ ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้นจะทำให้โมเลกุลเคลื่อนที่เร็วขึ้น โมเลกุลที่เคลื่อนที่เหล่านี้ปล่อยพลังงานออกมาในรูปของรังสีอินฟราเรด
ความยาวคลื่นของรังสีนี้ยาวกว่าแสงที่มองเห็นได้ เราจึงไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า อย่างไรก็ตาม รังสีสามารถข้ามไปยังสเปกตรัมที่มองเห็นได้หากวัตถุร้อนเกินไป ตัวอย่างโลหะร้อนที่เรืองแสงสีแดงหรือบางครั้งก็เป็นสีขาว
แม้ว่าเราอาจมองไม่เห็นรังสีอินฟราเรด แต่เรายังสามารถสัมผัสได้ในรูปของความร้อน ความร้อนที่เราสัมผัสได้จากแสงแดด หม้อน้ำ หรือไฟ ล้วนเป็นตัวอย่างของการแผ่รังสีอินฟราเรด ความร้อนนี้เองที่เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดตรวจจับเพื่อวัดอุณหภูมิของวัตถุ
การทำงานของ Infrared thermometer
เช่นเดียวกับแสงที่มองเห็น ยังสามารถโฟกัส สะท้อน หรือดูดซับแสงอินฟราเรดได้ เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดใช้เลนส์เพื่อโฟกัสแสงอินฟราเรดที่เปล่งออกมาจากวัตถุไปยังเครื่องตรวจจับที่เรียกว่าเทอร์โมไพล์
เทอร์โมไพล์เป็นเพียงเทอร์โมคัปเปิลที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือขนาน เมื่อรังสีอินฟราเรดตกกระทบพื้นผิวเทอร์โมไพล์ รังสีอินฟราเรดจะถูกดูดกลืนและเปลี่ยนเป็นความร้อน แรงดันเอาต์พุตถูกผลิตขึ้นตามสัดส่วนของพลังงานอินฟราเรดตกกระทบ เครื่องตรวจจับใช้เอาต์พุตนี้เพื่อกำหนดอุณหภูมิ ซึ่งจะแสดงบนหน้าจอ
แม้ว่ากระบวนการทั้งหมดนี้อาจฟังดูซับซ้อน แต่เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดใช้เวลาเพียงไม่กี่วินาทีในการบันทึกอุณหภูมิและแสดงผลในหน่วยที่คุณต้องการ
ปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อเลือกซื้อ Infrared thermometer
1.ความแม่นยำ
สิ่งสำคัญที่สุดของเทอร์โมมิเตอร์คือความแม่นยำ สำหรับเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด ความแม่นยำจะขึ้นอยู่กับอัตราส่วนระยะห่างต่อจุด (อัตราส่วน D/S) อัตราส่วนนี้ระบุระยะทางสูงสุดจากตำแหน่งที่เทอร์โมมิเตอร์สามารถประเมินพื้นที่ผิวจำเพาะได้ ตัวอย่างเช่น หากคุณต้องการวัดอุณหภูมิพื้นผิวของพื้นที่ขนาด 4 นิ้วด้วยเทอร์โมมิเตอร์แบบอินฟราเรดที่มีอัตราส่วน D/S 8:1 ระยะห่างสูงสุดจากจุดที่คุณสามารถบันทึกอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำจะอยู่ที่ 32 นิ้ว (8 :1 x 4). หมายความว่าด้วยอัตราส่วนที่มากขึ้น คุณสามารถวัดอุณหภูมิจากระยะไกลได้ อย่างไรก็ตามพื้นที่ผิวจะเพิ่มขึ้นตามระยะทางที่เพิ่มขึ้น
2.การแผ่รังสี (Emissivity)
Emissivity แสดงให้เห็นว่าเทอร์โมมิเตอร์วัดพลังงานอินฟราเรดได้มากเพียงใดในแต่ละครั้ง เทอร์โมมิเตอร์แบบอินฟราเรดที่มีค่าการแผ่รังสีใกล้ 1.00 สามารถอ่านวัสดุได้มากกว่าชนิดที่มีค่าการแผ่รังสีต่ำกว่า เลือกเทอร์โมมิเตอร์ที่มาพร้อมกับระดับการแผ่รังสีที่ปรับได้เพื่อปรับปริมาณพลังงานอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาและชดเชยพลังงานที่สะท้อนจากวัสดุเพื่อพิจารณาการวัดอุณหภูมิ
3.ช่วงอุณหภูมิ
ช่วงอุณหภูมิของเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดส่งผลต่องานที่คุณสามารถทำได้ คุณอาจต้องการเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดที่มีช่วงอุณหภูมิกว้างเพื่อบันทึกกระบวนการต่างๆ ที่มีอุณหภูมิต่างกัน ในทางกลับกัน เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดที่มีช่วงอุณหภูมิแคบจะดีกว่าเมื่อต้องใช้ความละเอียดสูงกว่าเพื่อให้แน่ใจว่ามีการควบคุมอุณหภูมิที่เหมาะสมของกระบวนการเฉพาะ
4.ความเร็วในการอ่านหรือเวลาตอบสนอง
ความเร็วในการอ่านคือเวลาที่เทอร์โมมิเตอร์ใช้ในการอ่านค่าที่แม่นยำหลังจากเริ่มกระบวนการอ่านของเทอร์โมมิเตอร์ ปัจจัยนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการวัดอุณหภูมิของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ หรือในกรณีที่วัตถุร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว
5.ออกแบบ
เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดอุตสาหกรรมต้องมีการออกแบบที่ทนทาน เทอร์โมมิเตอร์แบบไม่มีเลนส์และเลนส์เฟรสมีความทนทานเนื่องจากโครงสร้างโพลีเมอร์ ซึ่งช่วยให้ปลอดภัย ในขณะที่เทอร์โมมิเตอร์เลนส์ไมกาที่ทนทานนั้นต้องการเปลือกที่ทนทานกว่าและกระเป๋าหิ้วที่ใช้ในการออกแบบเพื่อป้องกันไม่ให้เลนส์แตก
6.จอแสดงผลย้อนแสง
หน้าจอเรืองแสงช่วยให้อ่านเทอร์โมมิเตอร์ได้ง่ายขึ้นแม้ในสภาพแสงที่ไม่เอื้ออำนวย
7.การรับประกัน
การรับประกันเป็นคุณสมบัติที่ต้องมีในเทอร์โมมิเตอร์ เนื่องจากมีความเปราะบางหรืออาจกลายเป็นข้อบกพร่องได้ เทอร์โมมิเตอร์แบบไม่มีเลนส์และ Fresnel มีราคาถูกกว่าเทอร์โมมิเตอร์แบบเลนส์ไมกา ซึ่งสามารถลงทุนได้ค่อนข้างมาก หากคุณกำลังซื้อเทอร์โมมิเตอร์ราคาแพง ให้ซื้อเครื่องที่มาพร้อมกับการรับประกันของผู้ผลิต
สรุป
เทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรดมีความจำเป็นต่อการอ่านอุณหภูมิของพื้นผิวที่อันตรายเกินไป และแทบเป็นไปไม่ได้ที่จะไปถึง ด้วยกระบวนการทำงานภายในที่ซับซ้อน เทอร์โมมิเตอร์เหล่านี้ให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็วและใช้งานง่าย อย่างไรก็ตาม ก่อนที่จะเลือกเทอร์โมมิเตอร์อินฟราเรด ให้ลองหาช่วงอุณหภูมิและการใช้งานของคุณ นอกจากนี้ อย่าลืมใช้อุปกรณ์อย่างถูกต้องและถูกที่เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำ