تحقیق بررسی مبانی و اهمیت گرمادهی مادون قرمز

تحقیق بررسی مبانی و اهمیت گرمادهی مادون قرمز در 16 صفحه ورد قابل ویرایش
دسته بندی مواد و متالوژی
فرمت فایل doc
حجم فایل 16 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 16

تحقیق بررسی مبانی و اهمیت گرمادهی مادون قرمز

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

تحقیق بررسی مبانی و اهمیت گرمادهی مادون قرمز در 16 صفحه ورد قابل ویرایش

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.

فرآیند انتخاب (گزینش):

ترمومتری تك طول موج كل انرژی تابش شده زا شیء را در یك طول موج معین اندازه گیری می كند. این حس گرها به صورتهای قابل حمل، ترانسمیترهای 2 سیمی، سیستم های آن لاین و آلات كاوشگر وجود دارند. كه معمولاً همراه با سیستمهای هدف گیری بصری، خط لیزر، غیر هدف گر، لنزهای فیبری، خنك كننده های آبی، لنزهای كانال هوا و سایر وسایلی است كه محل نصب و كار با آن را ساده می سازد. سنسورهای آن لاین دارای خروجی خطی 4 تا 20MA هستند كه برای هدایت كردن صفحه نمایش ها، كنترل كننده ها، ثبت كننده های داده ها و یا كامپیوترهای از راه دور بكار می روند. كاربردهایی كه عملیاتهای تولید ساده را پوشش می دهند شامل شبكه های تحرك كاتر، پلاستیك، لاستیك، منسوجات و همچنین فرآیندهایی كه اندازه گیری دمای محصول در مقابل دمای هوا یا گرم كن می تواند ظرفیت پذیرش را افزایش داده و كیفیت محصول را به طور پایدار افزایش می دهد. انتخاب واكنش طیفی مادون قرمز و محدوده دما از طریق كاربرد خاص مشخص می شود و بسیار واضح است. حسگرهای با طول موج كوتاه در نواحی 8/0 و 2/2 میكرون فیلتر شده اند برای كاربردهای با دمای زیاد و متوسط به كار می روند. مانند ریخته گریها، شیشه گریها و فولاد و فرآوری نیمه رسانه ها. طرحهای 43/3 و 94/7 میكرون برای اندازه گیری فیلمهای مختلف پلاستیك كه دارای باند جذب در این طول موجها می باشند بكار م روند. با فیلتر كردن در این نواحی، ضریب گسل ساده شده و به حسگرهای تك طول موج امكان استفاده را می دهد. به همین صورت، اكثر مواد شیشه شكل در 6/4 میكرون كدر می شوند و فیلترینگ باند باریك در 1/5 میكرون امكان اندازه گیری دقیق سطح شیشه را می دهد. از سوی دیگر برای نگاه كردن از داخل یك شیشه، یك حسگر فیلتر شده در محدوده 1 تا 4 میكرون امكان دسترسی آسان به پورتهای نظارتی درون كانالهای فشار و خلاء را می دهد. فیلترینگ 1/5 نیز برای عملیاتهای خشك كردن و حرارت دهی استفاده می شوند كه لامپهای مادون قرمز كوارتز منبع گرما می باشند. طرح 8/3 میكرون نسبت به گازهای احتراقی و شعله ها غیرحساس می باشد و برای اندازه گیری دماهای داخل كوره ها، كوره های ذوب و اتاقكهای سوخت كه شعله در آنها وجود دارد بكار می روند. برای كاربردهای در دماهای كم مانند غذاهای منجمد، پیست های رنگی، تأثیرهای ماشینهای مسابقه ای و چاپ، طول موجهای بیشتر 814 میكرونی بنابر سطوح پایین انرژی تابشی موردنیاز می باشد.ترمومتری دوطول موجه برای كاربردهای سخت تر و پیچیده تر بكار می رود كه در آنها دقت كامل مهم می باشد وگسیل شی كم و یا متغییر می باشد این حس گرها همچنین دارای توانایی منحصر به فردی برای كار دقیق در شرایط آلوده دارند مانند پنجره های كثیف و یا اشتباه كوچك مانند یك سیم كه در میدان دید حسگر قرار نمی گیرد می باشند . بعنوان مثال ، در دمای زیاد فرآوری فولاد كه اكسیداسیون پرشتاب و یا آلودگی دود و رطوبت بسیاری مابین شی و حسگر و همچنین دمای زیاد محیط وجود دارد باعث می شود كه سطح دارای گسیل متغیر می شود ( انعكاسی متغیرات ) با استفاده از لنزهای فیبری ، حسگر در طول موج برای این كاربرد ، اثرات گسیل متغیر ، اتمسفر آلوده و دمای زیاد محیط كار را حذف می كند . ترمومتری چند طول موج شامل اندازه گیری انرژی طول موج متفا وت می باشد

(‌باندهای طیفی ) دمای شی را می تواند با استفاده مستقیم از دستگاه بطور دقیق و بدون استفاده از گسیل و زمانی كه گسیل در هر دو طول موج یكسان باشد بدست آورد این مورد به نام وضعیت جسم خاكستری توضیح داده شده است .

تئوری این طرح كاملاً ساده وصریح است و با معادله های زیر توضیح داده شده است با استفاده از دو پاسخ طیفی در دو طول موج مجاور و با گرفتن نسبت این سیگنالها از معادلة پلانك ، سیگنال خارج قسمت به دماسنجی است و ضرایب گسیل از معادله حذف می شود .

كه R= ضریب تابش طیفی ، Tv= دمای تابشی سطح گسیل طیفی

با داشتن منحنی توزیع یك قطعه جسم سیاه واندازه گیری ضرایب در مقادیر مختلف گسیل ، می توان همان موضوع را رسم كرد با استفاده از فیلترهای با پهنای باند كم در اندازه های 8/0 و 7/0 میكرون ، عامل ضریب بر مقدار 428/1 برای گسیلهای كمتر از 1/0 2ثابت می ماند

با یك حسگر دو طول موجه ، گسیل مقوله ای برای اشیاء خاكستری نمی باشد مشابهاً هر گونه تغییر دیگری كه در طبیعت خاكستری باشند ؛ برروی دقت اندازه گیری شده توسط طرح دو طول موج تأثیری ندارد . این تغییرات شامل تغییراتی در اندازة‌شی ، از قبیل یك رشته سیم و یا جریانی از شیشه مذاب كه قطر آن تغییر كرده و یا متحرك می باشد است .

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *