مبانی و اهمیت گرمادهی مادون قرمز - دانلود
مبانی و اهمیت گرمادهی مادون قرمز در 16 صفحه word قابل ویرایش با فرمت doc
مبانی و اهمیت گرمادهی مادون قرمز در 16 صفحه word قابل ویرایش با فرمت doc
مقدمه :
مبانی ترمومتری مادون قرمز
فرآیند انتخاب (گزینش):
مقدمه :
در دنیای فرآوری مواد ، حرارت ودما ، پارامترهای مهمی هستند چه مواد فولاد ، شیشه ، وسایل الكترونیكی ، مقوا ، غذای منجمد ، تایر و یا كاغذ باشند ، در مرحله ای از فرآیند تولید ،
حرارت داده می شوند یا از آنها گرفته می شود .كنترل این فرآیند حرارت دهی و دمای ماده ، برروی كیفیت محصول ، مصرف انرژی ، محصول نهایی مخارج عملیات وبهره وری تأثیر می
گذارند .
كنترل نكردن دما ، اغلب قربانی كردن یكی از عوامل فرآیند تولید را باعث می شود . متعاقباً ، كنترل كردن دما ، و این عوامل فرآیندی برای حداكثر كردن اجرای هر گونه عملیات فرآوری مواد
لازم و حقیقی هستند . با در نظر گرفتن مصرف انرژی بدون كنترل دما ، این امر باعث بیش از حد گرم كردن مواد می شود . تا مطمئن شویم كه خواص محصول بدست آمده است و بر پایة
یك توازن گرمایی عادی كه عوامل تجهیزاتی و فرآوری برروی كارآیی عملیات تأثیر می گذارند ، مبلغ قابل توجهی برای بیش از حد گرم كردن پرداخت می شود . همانطوری كه ذكر شد 5%
یا F° 100 افزایش نسبت به گرمای مورد نیاز باعث كاهش 17%در انرژی می شود در یك كارخانة فولاد یا شیشه ، این رقم معادل میلیونها دلار در سال در زمینة مخارج سوخت می شود
در دماهای كمتر ، كاهش های گرمایی كمتر احساس می شوند ولی آنها نیز قابل اندازه گیری و چشمگیر هستند . مورد دیگر كاركردن بدون كنترل دما ، شامل فرآوری مواد در دماهای
كمتر است تا مطمئن شویم كه نتایج مناسبی بدست می آوریم .
در عمل ریخته گری آلومینیوم ، كه در گذشته اندازه گیری دقیق دما امكان پذیر نبود ، فشارها در سرعتهای بسیارپایین انجام می گرفت تا خواص آلومینیوم حفظ شود و مقدار دور ریز
مواد به حداقل برسد .در حال حاضر، با تكنولوژی مادون قرمز از حرارت غیر تماسی استفاده می شود تا كارایی بیشتر شده و دور ریز مواد زائد نیز حذف می وشد . این توانایی در اندازه
گیری دقیق حرارت در هنگام عمل فشار و نیز عمل ریخته گری باعث مهندسی مجدد فرآیند شده و ریخته گری آلومینیوم را به یك سطح جدید اجرایی رسانده است كه در آن از كنترل فرآیند
و اوتاسیون استفاده می شود . منافعی كه در هر فشار نصیب ریخته گران آلومینیوم می شود ، به میلیونها دلار می رد و این با افزایش 30 تا 50 درصدی ظرفیت پذیرش وحذف دورریز
محصول امكان پذیر شده است از یك منظر سرمایه گذاری كلان این ظرفیت پذیرش اضافه شده ، همچنین باعث به تأخیر انداختن سرمایه گذاریهای كلان در شیوه های پرس جدید شده كه
تحت استانداردهای قدیمی امكان انجام 3 پرس را با ظرفیت 4 را داراست .
این تنها یك مثال از آن چیزی است كه امروزه مردم برای كسب سود رقابتی بیشتر در بازارهای جهانی با استفاده از كنترل اندازه گیری حرارت مادون قرمز انجام می دهند . در نگاه اول ،
برخی مردم ، ترمومتری را كاری بسیار پرهزینه و پیچیده می بینند كه شامل نصب و نگهداری آن می شود گرچه این باوری غلط است و این حسگرها به آسانی قابل نصب و كاربرد می
باشند . و نسبت به منافع سرمایه گذاری پرهزینه و گران نمی باشند . بطور میانگین باز پس دهی سرمایه بین 2 روز تا 2 ماه تخمین زده شده است. منافع ترمومترهای مادون قرمز در
مقایسه با دیگر تكنولوژیهای اندازه گیری دما به شرح ذیل می باشند .:
- دقت بهتر ، زیرا آنها دمای هدف را اندازه می گیرند ( در مقابل دمای خودش )
- بكارگیری منعطف : زیرا قابلیهای غیر تماسی آن را می توان برای اندازه گیری اهداف متحرك و متناوب ، مواد در خلاء خو میدانهای الكتریكی و همچنین كاربردهایی شامل محیطهای دشوار با دمای زیاد وشرایط سخت (دود ، روغن و دیگر موانع )بكاربرد
- واكنش به موقع : با حسگرهای سریع این عمل انجام می شود ( 10 تا 500ms)
- برای درك پتانسیل صحیح امكانات حسگرهای مادون قرمز ، بهتر است این حسگرها را به عنوان راه حلی برای یك مسأله و نه تنها یك وسیله اندازه گیری دما در نظر بگیریم . بخشهای ذیل ، مبانی ترمومتری مادون قرمز و انواع مختلف حسگرها و كاربردهای آنها را توضیح می دهد . هدف ، تهیة یك پیش زمینه و اطلاعات لازم برای انتخاب صحیح و به
- كاربردن حسگرهایی است كه با نیازهایی كه ما در كار با آنها داریم بیشتر وفق داشته باشند.
مبانی ترمومتری مادون قرمز
هر شیء از خود انرژی تابشی متساعد می كند و شدت این تابش دمای آن شی است . حسگرهای اندازه گیری دمای غیر تماسی ، به سادگی شدت این تابش را اندازه گیری می
كنند . رابطه كلی انرژی تابشی ( شدت ) ، تابعی از دما و طول موج یك بدنة سیاه است . این منحنی های تابش جسم سیاه توسط قوانین پایه در فیزیك توضیح داده شده اند . و بطور
انتخابی به عنوان پایة ترمومتری مادون قرمز بكار گرفته شده اند . این تابش مادون قرمز شبیه به تابش مرئی است ( 45/0 تا 75/0 میكرون ) بجز مواقعی كه دارای طول موجهای بیشتر
می باشد این شامل فتونهایی است كه شكلی از انرژی می باشند كه با سرعت نور ( 108×83571030/9 فوت بر ثانیه ) در خط مستقیم سیر می كنند . و میتوان آن را منعكس كرد و یا با
اشیایی آن را انتقال داد این انرژی تابشی قابل دیده شدن و احساس شدن است كه گرمای خورشید و یا یك اجاق الكتریكی و یا شعله مثال هایی از آن است . این مثالها ، مربوط به
بخش مرئی طیف الكترومغناطیسی است كه چشم انسان به آن حساس می باشد . منطقة‌مادون قرمز ، قسمت نامرئی طیف الكترومغناطیسی است ونشاندهندة شكل واقعی انرژی
گرمایی است . بخش مادون قرمز از طیف الكترومغناطیس معمولاً با میكرون توضیح داده می شود و با رجوع به فیلترهای مادون قرمز استفاده شده در ترمومترهای مادون قرمز نشان داده
شده است . حسگرهای طول موج كم عموماً برای كاربردهای دماهای بالا ومتوسط بكار گرفته می شود . و این بخاطر این است كه در این ناحیه ، سطوح با سیگنال بالا ، و فایده های
فنی وجود دارند . برای كاربردهای با دمای كم ، این كار به فیلترهای با طول موج بیشتر و پهنای باند بیشتر ( 8 تا 14 میكرون ) سپرده می شود تا انرژی تابشی اندازه گیری شود پیشینه
شود .
در این میان فیلترهای متنوعی با پهنای باند كم برای بهینه سازی كاربردها و خواص اندازه گیری حس گرها بكار گرفته می شوند .
بعنوان مثال انتخاب و گزینش فیلترهای خاص در پنجره های اتمسفری ، اثرات معكوس مربوط به حساسیت فاصله و گردوغبار را حذف می كند انتخاب فیلترهای مادون قرمز همچنین نوع
مواد بكار رفته در پنجره را در صورت نیاز برای یك كاربرد خاص مشخص می كند . د رمحدودة‌طول موج پایین ، یك پنجرة شیشه ای معمولی ( بوراسیلیكات ) قابل استفاده است در حالی
كه پنجره های كوارتز و ژرمانیوم برای حسگرهای به ترتیب با طول موج متوسط و بالا استفاده می شوند این مواد مختلف همچنین به عنوان قسمتی از سیسمتهای انرژی به كار برده می
شوند و بعنوان یك لنز ، انرژی را از هدف جمع آوری كرده و آن را به شناساگر مادون قرمز متمركز كند .