Nguyên lý hoạt động của máy đo nhiệt độ hồng ngoại và cách sử dụng đúng

Máy đo nhiệt độ hồng ngoại là thiết bị được sử dụng khá phổ biến trong công nghiệp, điện – điện tử, cơ khí, kiểm tra máy móc và cả đời sống hằng ngày. Điểm tiện lợi của thiết bị này là có thể đo nhiệt độ từ xa mà không cần tiếp xúc trực tiếp với vật thể.

Vậy máy đo nhiệt độ hồng ngoại hoạt động dựa trên nguyên lý nào? Vì sao chỉ cần hướng máy vào một bề mặt và bấm nút là có thể biết được nhiệt độ? Cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây.

Máy đo nhiệt độ hồng ngoại là gì?

Máy đo nhiệt độ hồng ngoại hay còn gọi là súng đo nhiệt độ hồng ngoại, là thiết bị sử dụng cảm biến để thu nhận năng lượng bức xạ hồng ngoại phát ra từ vật thể và chuyển đổi thành giá trị nhiệt độ.

Theo nguyên lý vật lý, mọi vật thể có nhiệt độ lớn hơn độ không tuyệt đối đều phát ra bức xạ nhiệt. Trong đó có bức xạ nằm ở vùng hồng ngoại mà mắt người không thể nhìn thấy. Máy đo nhiệt độ hồng ngoại được thiết kế để thu nhận nguồn bức xạ này và tính toán thành nhiệt độ trên màn hình.

So với nhiệt kế tiếp xúc truyền thống, thiết bị có ưu điểm là đo nhanh, không cần chạm vào vật cần đo và có thể thực hiện phép đo ở những vị trí khó tiếp cận.

Xem ngay: https://thbvietnam.com/sung-do-nhiet-do-hong-ngoai-thuong-hieu-fluke.html

Nguyên lý hoạt động của máy đo nhiệt độ hồng ngoại

Nguyên lý hoạt động của máy đo nhiệt độ hồng ngoại có thể hiểu đơn giản là: thu nhận bức xạ nhiệt → chuyển đổi thành tín hiệu điện → xử lý tín hiệu → hiển thị nhiệt độ.

1. Vật thể phát ra bức xạ hồng ngoại

Bất kỳ vật thể nào có nhiệt độ đều phát ra năng lượng dưới dạng bức xạ điện từ. Khi nhiệt độ của vật thay đổi, mức năng lượng bức xạ phát ra cũng thay đổi.

Máy đo nhiệt độ hồng ngoại tận dụng mối quan hệ này để xác định nhiệt độ bề mặt của vật thể mà không cần tiếp xúc trực tiếp.

2. Hệ thống quang học thu nhận bức xạ

Khi người dùng hướng máy vào vật cần đo, hệ thống quang học bên trong sẽ thu nhận và tập trung bức xạ hồng ngoại từ khu vực cần đo về phía cảm biến.

Một số dòng máy có thêm tia laser định vị để giúp người dùng xác định vị trí đo dễ dàng hơn. Tuy nhiên, cần lưu ý tia laser chỉ có tác dụng định vị, không phải bộ phận trực tiếp đo nhiệt độ.

3. Cảm biến chuyển bức xạ thành tín hiệu

Sau khi được tập trung, bức xạ hồng ngoại tác động lên cảm biến. Nhiều máy đo nhiệt độ hồng ngoại sử dụng cảm biến dạng thermopile.

Cảm biến này sẽ chuyển đổi năng lượng bức xạ nhận được thành tín hiệu điện. Mức tín hiệu thay đổi theo năng lượng nhiệt mà cảm biến thu được từ bề mặt vật thể.

4. Bộ xử lý tính toán nhiệt độ

Tín hiệu từ cảm biến được đưa đến bộ xử lý bên trong máy. Thiết bị sẽ phân tích tín hiệu này và tính toán ra nhiệt độ tương ứng.

Một thông số quan trọng được sử dụng trong quá trình này là độ phát xạ (Emissivity). Mỗi loại vật liệu có khả năng phát ra bức xạ hồng ngoại khác nhau. Vì vậy, máy đo thường cho phép điều chỉnh độ phát xạ để phù hợp với vật liệu cần kiểm tra.

5. Hiển thị kết quả trên màn hình

Sau khi xử lý, kết quả đo sẽ được hiển thị trên màn hình LCD hoặc màn hình màu tùy từng model. Người dùng có thể đọc nhiệt độ theo đơn vị °C hoặc °F.

Toàn bộ quá trình này diễn ra rất nhanh, thường chỉ mất khoảng vài phần giây nên máy đo nhiệt độ hồng ngoại đặc biệt phù hợp với những công việc cần kiểm tra nhiều vị trí liên tục.

Vì sao máy đo nhiệt độ hồng ngoại có thể đo từ xa?

Đây là điểm khác biệt lớn nhất của thiết bị. Máy không cần tiếp xúc với vật thể vì nó không đo nhiệt độ bằng cách truyền nhiệt trực tiếp từ vật sang cảm biến. Thay vào đó, cảm biến đo năng lượng bức xạ hồng ngoại phát ra từ bề mặt. Vì vậy, người dùng có thể đứng cách vật thể một khoảng nhất định và thực hiện phép đo.

Tuy nhiên, không nên hiểu rằng máy có thể đo chính xác ở mọi khoảng cách. Mỗi thiết bị đều có thông số tỷ lệ khoảng cách đến điểm đo (Distance to Spot – D). Tỷ lệ này càng lớn thì máy càng phù hợp với việc đo những vật thể nhỏ ở khoảng cách xa.

Những yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo

Mặc dù thao tác sử dụng khá đơn giản nhưng kết quả của máy đo nhiệt độ hồng ngoại có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố.

• Độ phát xạ của bề mặt: Bề mặt sơn mờ, cao su, nhựa hoặc gỗ thường dễ đo hơn. Trong khi đó, kim loại sáng bóng hoặc bề mặt có khả năng phản xạ cao có thể khiến kết quả bị sai lệch nếu không cài đặt độ phát xạ phù hợp.

• Khoảng cách đo: Đứng quá xa có thể khiến vùng đo lớn hơn vật thể cần kiểm tra. Khi đó máy có thể thu nhận cả nhiệt độ của khu vực xung quanh.

• Góc đo: Nên hướng máy tương đối vuông góc với bề mặt cần đo để hạn chế ảnh hưởng của phản xạ.

• Môi trường: Khói, bụi, hơi nước hoặc các vật cản giữa máy và đối tượng có thể ảnh hưởng đến lượng bức xạ hồng ngoại mà cảm biến nhận được.

• Nhiệt độ môi trường: Khi sử dụng máy trong môi trường có sự chênh lệch nhiệt độ lớn, nên để thiết bị thích nghi với môi trường trước khi đo để có kết quả ổn định hơn.

Cách sử dụng máy đo nhiệt độ hồng ngoại đúng cách

Trước tiên, hãy kiểm tra tình trạng máy và lựa chọn chế độ đo phù hợp. Sau đó hướng cảm biến về bề mặt cần kiểm tra, giữ khoảng cách phù hợp theo thông số D của thiết bị và nhấn nút đo.

Nếu máy có chức năng điều chỉnh độ phát xạ, cần cài đặt phù hợp với vật liệu cần đo. Đối với những bề mặt khó đo như kim loại bóng, nên tham khảo hướng dẫn của nhà sản xuất thay vì mặc định kết quả đo là hoàn toàn chính xác.

Khi kiểm tra máy móc, nên đo nhiều điểm khác nhau để so sánh. Chẳng hạn, khi kiểm tra động cơ hoặc tủ điện, việc phát hiện một vị trí có nhiệt độ cao bất thường so với các vị trí xung quanh thường có giá trị hơn việc chỉ nhìn vào một con số nhiệt độ riêng lẻ.

Máy đo nhiệt độ hồng ngoại được ứng dụng ở đâu?

Nhờ khả năng đo nhanh và không tiếp xúc, thiết bị được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như:

• Kiểm tra nhiệt độ động cơ, vòng bi và máy móc công nghiệp.

• Kiểm tra tủ điện, dây dẫn, cầu dao và các thiết bị điện.

• Kiểm tra nhiệt độ đường ống, hệ thống HVAC và điều hòa.

• Kiểm tra nhiệt độ trong ngành cơ khí, gia công và sản xuất.

• Kiểm tra hệ thống sưởi, lò và các bề mặt có nhiệt độ cao.

• Kiểm tra nhiệt độ thực phẩm và một số ứng dụng trong đời sống.

Nếu bạn đang tìm mua máy đo nhiệt độ hồng ngoại cho công việc kiểm tra điện, cơ khí, công nghiệp hoặc bảo trì máy móc, nên lựa chọn model dựa trên dải nhiệt độ, độ chính xác, tỷ lệ D và các chức năng đi kèm. THB Việt Nam hiện cung cấp nhiều thiết bị đo nhiệt độ của các thương hiệu khác nhau, phù hợp với nhiều nhu cầu sử dụng. Bạn có thể liên hệ THB Việt Nam để được tư vấn model phù hợp và cập nhật giá sản phẩm.