01. จุดเลือกใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบไม่สัมผัส จุดที่ 1: ความยาวคลื่น

เทอร์โมมิเตอร์แบบไม่สัมผัสจะวัดรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุ และแปลงระดับรังสีอินฟราเรดเป็นอุณหภูมิ
เนื่องจากเทอร์โมมิเตอร์แบบไม่สัมผัสมีความแตกต่างกันตามความยาวคลื่นของรังสีอินฟราเรดที่สามารถรับได้ การทำความเข้าใจธรรมชาติของความยาวคลื่นจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเลือกแบบที่เหมาะสม

ธรรมชาติของความยาวคลื่น

วัตถุทุกชนิดปล่อยรังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นแตกต่างกัน
อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและองค์ประกอบของวัสดุ วัตถุนั้นอาจปล่อยคลื่นแสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะออกมาด้วยความแรงมากหรือน้อยแตกต่างกันไป

ความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิของวัตถุและความยาวคลื่น

ตัวอย่างเช่น วัตถุที่มีอุณหภูมิสูงอาจปล่อยพลังงานอินฟราเรดที่ความยาวคลื่นสั้นออกมาอย่างมาก ในขณะที่วัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำแทบจะไม่ปล่อยพลังงานอินฟราเรดออกมาเลย

ด้วยวิธีนี้ พลังงานอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นจะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิ
แผนภาพต่อไปนี้แสดงรายละเอียดความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิ ความยาวคลื่น และพลังงานอินฟราเรด

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น พลังงานอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาในช่วงความยาวคลื่นสั้นจะมีความแรงมากขึ้น ในทางกลับกัน เมื่ออุณหภูมิลดลง พลังงานที่ปล่อยออกมาจะอ่อนลง
ในขณะเดียวกัน ที่ความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น พลังงานอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจะอ่อนลงอย่างสม่ำเสมอตั้งแต่ระดับอุณหภูมิต่ำไปจนถึงสูง
ด้วยเหตุนี้ เรามาดูความแตกต่างของค่าการแผ่รังสีความร้อนสำหรับแต่ละความยาวคลื่นตามวัสดุจริงกัน

ความสัมพันธ์ระหว่างวัสดุของวัตถุและความยาวคลื่น

ค่าการแผ่รังสี (Emissivity) คือดัชนีที่แสดงให้เห็นว่ามีการปล่อยพลังงานอินฟราเรดออกมามากน้อยเพียงใดที่ความยาวคลื่นเฉพาะเจาะจง
ค่าการแผ่รังสีที่ใกล้เคียงกับ 1 จะวัดได้ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับค่าการแผ่รังสีที่เป็น 0 ซึ่งจะทำให้การวัดอุณหภูมิเป็นไปไม่ได้
ดังนั้น ค่าการแผ่รังสีจึงถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดว่าความยาวคลื่นใดเหมาะสมที่สุดสำหรับการวัด เมื่อพิจารณารังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุ
นอกเหนือจากค่าการแผ่รังสีแล้ว การสะท้อนและการส่งผ่านของรังสีอินฟราเรดก็มีความสำคัญต่อการเลือกความยาวคลื่นด้วยเช่นกัน
คุณสมบัติเหล่านี้จะถูกนำเสนอในหัวข้อถัดไป

ตารางด้านล่างแสดงค่าการแผ่รังสีของวัสดุต่างๆ และสภาวะของวัสดุสำหรับความยาวคลื่น 1.0 ไมโครเมตร, 5.1 ไมโครเมตร และ 8 ถึง 14 ไมโครเมตร

ตารางค่าการแผ่รังสี

		ค่าการแผ่รังสี
ความยาวคลื่น		1.0 ไมโครเมตร	5.1 ไมโครเมตร	8 ถึง 14 ไมโครเมตร
อะลูมิเนียม	ไม่เกิดออกซิเดชัน	0.1 ถึง 0.2	0.02 ถึง 0.2	0.02 ถึง 0.1
	ขัดเงา	0.1 ถึง 0.2	0.02 ถึง 0.1	0.02 ถึง 0.1
	ขรุขระ	0.2 ถึง 0.8	0.1 ถึง 0.4	0.1 ถึง 0.3
	ออกซิไดซ์	0.4	0.2 ถึง 0.4	0.2 ถึง 0.4
เหล็ก	ไม่เกิดออกซิเดชัน	0.34	0.05 ถึง 0.25	0.05 ถึง 0.2
	สนิม		0.5 ถึง 0.8	0.5 ถึง 0.7
	ออกซิไดซ์	0.7 ถึง 0.9	0.6 ถึง 0.9	0.5 ถึง 0.9
	การหล่อ/การทำให้บริสุทธิ์	0.9	0.9	0.9
	หลอมรวม	0.35
กระจก	แผง		0.98	0.85
กระจก	หลอมรวม		0.9
ยาง			0.9	0.95

*เนื่องจากค่าการแผ่รังสีความร้อนแตกต่างกันไปตามสภาวะต่างๆ (เช่น อุณหภูมิและรูปทรงของพื้นผิว) ผลลัพธ์ที่ได้จริงจึงอาจแตกต่างกันไป

เซลล์แรเงา (

) บ่งชี้ว่ามีค่าการแผ่รังสีที่ค่อนข้างสูงกว่าความยาวคลื่นอื่นๆ ทำให้เหมาะสำหรับการวัด
ช่วงความยาวคลื่นที่เหมาะสมสำหรับการวัดของแต่ละวัสดุมีระบุไว้ด้านล่าง

ความยาวคลื่นการวัดที่เหมาะสมตามวัสดุ

โดยใช้ข้อมูลข้างต้นเป็นข้อมูลอ้างอิง ให้เลือกเทอร์โมมิเตอร์แบบไม่สัมผัสที่มีความยาวคลื่นในการวัดที่เหมาะสมสำหรับวัสดุที่จะวิเคราะห์

กลุ่ม เครื่องวัดอุณหภูมิแบบไร้การสัมผัส