เครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัส ด้วยแสงอินฟราเรด ใช้วัดค่าอุณหภูมิของวัตถุ ค่าที่อ่านได้เป็นค่าอุณหภูมิที่แท้จริงของวัตถุ โดยไม่มีผลกระทบ จากสภาพแวดล้อมรอบข้าง ใช้งานได้อย่างสะดวก เพียงแค่เล็งไปที่วัตถุก็สามารถอ่านค่าอุณหภูมิบนจอ LCD ได้ในเวลาไม่กี่วินาที ใช้งานกับ วัตถุที่มีอุณหภูมิสูงหรือวัตถุที่ไม่สามารถเข้าไปใกล้ ๆ ได้ ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับ การวัดอุณหภูมิแบบสัมผัสแล้ว จะเห็นว่า เวลาที่ใช้ในการวัดค่า แต่ละจุดนั้นใช้หลายนาที ทีเดียว

How to? หลักการทำงานของอุปกรณ์ชนิดนี้

เนื่องจากการวัดอุณหภูมิเป็นแบบไม่สัมผัส การที่เราจะทราบว่าวัตถุนั้นมีอุณหภูมิเท่าไร สามารถทำได้โดยอาศัยหลักการทั้ง 3 คือ การนำ การพา และการแผ่รังสี

Conduction  การนำความร้อน เป็นการถ่ายเทความร้อนของวัตถุจากโมเลกุลหนึ่งที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังอีกโมเลกุลหนึ่งที่อยู่ข้างเคียงซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่า

Convection  การพาความร้อน เป็นการถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นกับของเหลวและแก๊สเท่ากันแต่จะไม่เกิดขึ้นกับของแข็ง เพราะโมเลกุลของแข็งไม่มีการเคลื่อนไหว

Radiation  การแผ่รังสี การแผ่รังสีเป็นการถ่ายเทความร้อนโดยไม่จำเป็นต้องรอจะเกิดขึ้นในรูปแบบของคลื่น ลักษณะเช่นเดียวกับคลื่นแสงเช่นการแผ่รังสี

การวัดอุณหภูมิ ความร้อน thermometer

 

ซึ่งเครื่องมือวัดอุณหภูมิแบบอินฟราเรดนั้นจะใช้หลักการแผ่รังสี โดยเครื่องมือจะทำหน้าที่รับรังสีความร้อนที่แผ่ออกมาจากวัตถุ ซึ่งมาจากการที่วัตถุที่มีอุณหภูมิในตัวมันจะสามารถเปล่งรังสีอินฟราเรดออกมา ถ้าวัตถุนั้นเปล่งรังสีอินฟราเรดที่มีความเข้มมาก แสดงว่าวัตถุนั้นมีอุณหภูมิสูง และถ้าวัตถุนั้นเปล่งรังสีอินฟราเรดออกมามีความเข้มน้อยก็แสดงว่า วัตถุนั้นมีอุณหภูมิต่ำนั่นเอง

ดังนั้นวัตถุทุกชนิดในโลกนี้ จะเปล่งรังสีอินฟราเรดออกมาแตกต่างกันไป มีความยาวคลื่นระหว่าง 0.7 ถึง 14 ไมครอน รังสีอินฟราเรดที่แผ่จากวัตถุจะผ่านส่วนรวมแสงไปที่ตัวตรวจจับ (detector) และผ่านวงจรอิเล็คทรอนิกส์ เพื่อคำนวณค่าและแปลงเป็นหน่วยอุณหภูมิแสดงผลที่จอ LCD นั่นเอง

องค์ประกอบที่มีผลต่อค่าอุณหภูมิ คือ emissivity, distance to spot size, field of view

Emissivity : วัตถุทุกชนิดมีการสะท้อนแสงมาก-น้อยต่างกัน เราจึงต้องปรับค่า ๆ หนึ่งที่เครื่องมือวัด เพื่อชดเชยการสะท้อนของวัตถุนั้น แต่บางรุ่นจะตั้งค่าคงที่ไว้ที่ 0.95 ซึ่งเป็นค่าที่ใช้กับวัตถุส่วนใหญ่ แต่เครื่องมือวัดแบบปรับค่าได้ จะมีความถูกต้องแม่นยำกว่า

Distance to spot size : เป็นการกำหนดระยะทางในการติดต้งเพื่อให้ได้พื้นที่ที่ต้องการเฉลี่ยค่าอุณหภูมิมาแสดงผล โดยกำหนดจากสูตร d = D/F โดย d แทนขนาดพื้นที่ ที่ต้องการเฉลี่ยค่าอุณหภูมิ D แทนระยะจากหน้าเลนส์ถึงวัตถุ และ F แทนระยะโฟกัสของเครื่องมือวัดนั้น ๆ เช่น เราใช้เครื่องมือวัดที่มีระยะโฟกัสเท่ากับ 100 และติดตั้งเครื่องมือวัดให้ห่างจากวัตถุ 200 cm. พื้นที่เฉลี่ยออกมาเป็นค่าอุณหภูมิมีพื้นที่เท่ากับ 200/100 เท่ากับ 2 ตร.ซม. นั่นเอง

Field of view : การวัดต้องแน่ใจว่าตำแหน่งที่วัดไม่ไกลเกินไป จนทำให้วงที่วัดใหญ่กว่าวัตถุ การวัดที่ดี พื้นที่ที่คำนวณออกมาต้องเล้กกว่าพื้นที่ที่เราต้องการวัด หากวัตถุเล็กควรวัดให้ใกล้หรือเลือกเครื่องมือที่มีระยะโฟกัสสูง ๆ

ดูเครื่องวัดอุณหภูมิ Infrared Thermometer รุ่นต่างๆ