سنسورهای فروسرخ |
سنسورهای فروسرخ دوربین وابسته به گرماسنجی یک دوربین وابسته به گرماسنجی کمتر یک دوربین flir یا دوربین وابسته به اشعه ی مادون قرمز نامیده می.شود آن یک ابزاری است که یک تصویر را با استفاده از اشعهٔ مادون قرمز شکل می دهد مانند یک دوربین معمولی که یک تصویر را با استفاده از نور مرئی شکل می دهد.به جای طول موج در رنج ۴۵۰-۷۵۰ نانومتر دوربین نور مرئی، دوربین infrared در طول موجی به بلندی ۴۰۰۰ نانومتر کار می کنند. فهرست ۱. تئوری عمل دوربین.های infrared ۲. انواع ۳. آشکارگرهای cooled infrared ۴. آشکارگرهای Uncooled infrared ۵. آموزش و صدور گواهینامه برای کسی که گرماسنجی می.کند 6. کاربردها 7. مشخصات 8. مطالب جالب 9. منابع تئوری عمل دوربین.های infrared انرژی infrared فقط یک قسمتی از طیف الکترو مغناطیس است که اشعهٔ گاما, x و ماورای بنفش و محیط نازکی از نور مرئی، مادون قرمز، موج.های تراهرتز و موج.های کوتاه و موج.های رادیویی را در بر می گیرد.تفاوت.ها و شباهت.های زیادی بین طول موج.های آن.ها وجود دارد .و همهٔ این.ها یک مقدار خاصی از اشعه ای از بدنه ای سیاه را به عنوان یک تابع از دما ساطع می کنند.و به طور عمومی یک دوربین خاص می تواند یک راه را مانند یک دوربین معمولی که نور مرئی دارد، پیدا کند و حتی در تاریکی کامل هم کار می.کند .به دلیل اینکه سطح نور محدود هیچ اهمیتی برای آنها ندارد و این باعث می.شود که برای عملیات رهایی از ساختمان پر از دود(مه غلبظ) و راه.های زیر زمینی مفید باشد. تصاویر از دوربین.های infrared به تک رنگی متمائل می شوند به دلیل اینکه دوربین.ها به طور عمومی با فقط یک نوع از سنسورهای واکنش دهنده به رنج یک طول موج اشعهٔ مادون قرمز طراحی می شوند. دوربین.های رنگی به ساختمان پیچیده تری با موج.های متفاوت و رنگی نیاز دارند کمتر معنی بیرون طیف مرئی نرمال را دارد.به دلیل اینکه طول موج.های متفاوت نسبت به سیستم.های دید رنگی مورد استفادهٔ انسان نمایش داده نمی شوند .گاهی اوقات این تصویرهای تک رنگ در رنگ.های ساختگی نمایش داده می شوند که تغییر رنگ بیشتر از تغییر در سختی استفاده می.شود تا تغییرات در سیگنال را نمایش دهد.این مفید است به دلیل اینکه هر چند بشر رنج حرکتی بیشتری د رپیدا کردن سختی از سراسر رنگ دارد .توانایی بهتر دیدین سختی در منطقه.های روشن یک محدودیت عادلانه ای است.این فن برش سختی نامیده می شود. برای استفاذه در اندازه گیری دمای روشن.ترین قسمت تصویر که به طور عادی سفید رنگ اند، بین قرمز و زرد واسطه می.شود و قسمت آبی را تیره می کند.یک معیار باید یک رنگ نادرست تصویر را با رنگ.های وابسته به دما نشان دهد. تکیک پذیری قابل ملاحظهٔ آن.ها پایین تر از دوربین.های نوری است. اغلب فقط 160*120 یا 320*240 پیکسل دوربین.های ترمو گرافیک خیلی گرانتر از نقطهٔ مقابل طیف.های مرئی هستند. و مدل.های high evendمعمولا به عنوان dual useو export restricted فرض می شوند .در ردیاب.های uncooled تفاوت دما در پیکسل.های سنسور کوچک هستند 1درجه سانتی گراد تفاوت در مرحلهٔ استنتاج فقط 03.درجه سانتی گراد متفاوت با سنسور است. زمان واکنش پیکسل تدریجی است در رنج 10 میلیون ثانیه . عکس برداری تصویر حرارتی استفاده.های دیگر زیادی دارد برای مثال : آتش نشان.ها آن.ها برای دیدن در بین دود استفاده می کنند برای پیدا کردن شخص وlocalize htpots of fires. با تصویر حرارتی تکنیک.های نگه داری خط توان در بخش.ها و فصل.ها ی بیش از اندازه دارای گرما قرار داده می.شود teltaleنشان شکستگی را تا potential hazrd10 برطرف می کند.جایی که عایق حرارتی معیوب می شوند تکنیک.های ساخت ساختمان.ها می تواند گرمایی که نفوذ می.کند تا اثرات گرما یا سرمای شرایط جوی را بهبود بخشند.دوربین تصویر حرارتی در تعدادی از ماشین.های تجملی نصب می شوند تا به راننده کمک کنند .تعدادی از فعالیت.های وابسته به علم فیزیولوژی، واکنش.های خاص، در بشر و دیگر حیوانات خون گرم وجود دارد که می توانند با تصویر مربوط به گرماسنجی آگاه شوند. دوربین.های مادون قرمز می توانند در اغلب تلسکوب.های تحقیقاتی علم نجوم پیدا شوند. انواع دوربینهای دما نگاری میتوانندبه صورت گسترده به دو نوع تقسیم شوند: آنهایی که آشکار گر تصویر cooled infrared دارندو آنهایی که آشکار گر تصویر uncooled infrared دارند. آشکارگرهای cooled infrared آشکار گرهای cooled که معمولاً در یک جعبه خلا ایزوله قرار دارند.عملیات سرد کردن برای عملکرد مواد نیمه هادی استفاده شده لازم است.گسترهٔ دمایی استفاده شده از 4k تا دقیقا کمتر از دمای اتاق است.که به تکنولوژی آشکارگر بستگی دارد.جدیدترین آشکارگرهای از نوع cooled در دمای 60k تا 100k کار میکندکه بستگی به درجه عملکرد و نوع آنها دارد.بدون سرد کردن این سنسورها (که مانند دوربینهای دیجیتال انرژی نور را رد یابی و تبدیل میکند) "کور" خواهد بود یا اینکه با تششعات خودشان غرق میشوند.بیفایدگی دوربین.های از نوع cooled آن است که در هر دو مرحله ساخت و اجرا پر هزینه هستند.سرد کردن تشنهٔ انرژی است همچنین وقت گیر.دوربین ممکن است چند دقیقه لازم داشته باشد سرد شود قبل از اینکه شروع به کار کند.معمول.ترین سیستم.های سرد کننده خنک کننده.های گردشی استرلینگ هستند.با انکه ابزارهای سرد کننده نسبتا گران و حجیم هستند.دوربین.های cooled کیفیت تصویر فوق العاده ای نسبت به نوع uncooled دارند.در ضمن حساسیت بالاتر دوربین.های uncooled اجازه استفاده بیشتر از لنزهای کانوک، قابلیت.های اجرایی با لنزهای با فاصله کانونی زیادو هم کوچکتر و هم ارزانتر را میدهد. یک راه چاره نسبت به خنک کننده موتور استرلینگ استفاده از اندازه گیرهای در فشار بالا ی نیتروژن است.گاز فشرده شده با استفاده از یک روزنه بسیار ریز گسترده می.شود و از یک مبدل گرمایی کوچک عبور می.کند و منتج به احیا کننده با اثر ژول تامسون میشود.برای چنین سیستم هایی منبع فشرده سازی گاز یک نگرانی منطقی برای استفاده زمینه ای است. موادی که آشکارگرهای نوع cooled استفاده میشوند.آشکارگرهای نوری هستند که اساس آنها گستردهی وسیعی از نیمه.های narrow gap است شامل: - ایندینم آنتی موناید -ایندیم اسناید -جیوه کادمیم تلوراید -لید سوفلاید - لید سلناید آشکار گرهای نوری مادون قرمز میتوانند با استفاده از نیمه هادی.های high band gap ساخته شوند.مانند آشکارگرهای نوری quantum well infrared .تعدادی از تکنولوژی.های بلومتر(رسانایی سنجی)موجود است. در اصل دستگاه.های super conducting tunneling Junction میتوانند به عنوان سنسورهای مادون قرمز استفاده شوند چون گپ باریکی دارد.صف.های کوچک نشان داده شده اند.استفاده گسترده آنها سخت است چون حساسیت بالای آنها نیاز به حفاظت دقیق از تششعات اطراف دارد. آشکارگرهای ابر رسانا حساسیت بالایی دارند که حتی بعضی فوتون.ها را تنها ثبت میکنند.برای مثال ESAهای SCAM .به هر حال آنها در دسترس عوام خارج از محیط آزمایشگاهی قرار نمیگیرد. آشکارگرهای Uncooled infrared دوربین تصویر حرارتی در یونان در انتهای فرودگاه عکس برداری می کنند .تصویر حرارتی می تواند دمای زیاد بدن را پیدا کند، یکی از نشانه.های ویروس h1n1 دوربین حرارتی uncooled به عنوان یک سنسوری که در دمای محدود عمل می.کند یا یک سنسور که در یک دمایی نزدیک به دمای محدود با استفاده از ابزارهای کنترل دمای کوچک پایدار می شود، استفاده می شود. همهٔ ردیاب.های مدرن uncooled از سنسوری که با تغییر مقاومت، ولتاژ، جریان، وقتی که به وسیلهٔ اشعهٔ مادون قرمز گرم می شوند، کار می کنند، استفاده می کنند .این تغییرات وجود دارد و سپس اندازه گیری می.شود و با مقدار دمای عامل سنسورها مقایسه می شود. سنسورهای مادون قرمز می توانند در یک دمای عامل پایدار شوند تا نویز تصویر را کاهش دهند. اما آن.ها سرد نیستند تا دما را پایین بیاورند و کولرهای برودتی گران به بزرگی نیاز ندارند، این باعث می.شود دوربین.های مادون قرمز کوچک تر و ارزان تر باشند.با وجود این دقت و کیفیت تصویر آن.ها کمتر از ردیاب.های cooled است این تفاوت.ها در مرحلهٔ ساخت آن.ها به وسیلهٔ تکنولوژی در حال حاضر محدود می شود. ردیاب.های cooledاغلب بر مواد,pyroelectric ferroelectricیا تکنولوژی microbolometerمبتنی هستند.این مواد از پیکسل هایی با وابستگی دمایی خاص استفاده می کنند که از نظر دمایی از محیط و جاده.های الکترونیکی عایق می شوند . ردیاب.های ferroelectricدر یک دمای نزدیک به دمای تبدیل فاز مواد سنسورها عمل می کنند.دمای پیکسل.ها به وابستگی دمای بالای polarization تعبیر می شود.NETDهای در دسترس ردیاب.های ferroelectricبا نورشناسی f/1وسنسورهای 320*240,70-80mk است.یک سنسور ممکن محتویات bump-bonded، باریم واسترو نتیم و نمک اسی تیتانیوم را به وسیلهٔ عایق حرارتی polymideجمع می کند. Microbolometerهای سیلیکون می توانند به NETDپایین تا 20mkبرسند، ان.ها شامل لایهٔ نازکی پنتوکسید وانادیم که عنصرهای معلق روی اتصال نیترید سیلیکون بالای silicon-based scaning electronicرا دریافت می کنند. مقاومت الکتریکی عنصرهای دریافتی در یک چارچوب اندازه گیری می شود.بهبود جریان، آرایش صفحهٔ کانونی uncooledدر ابتدا روی حساسیت بالا و تراکم پیکسل.ها متمرکز می.شود تعدادی از موادی که در آرایش سنسورها استفاده می شود: • وانادیوم (پنجم) اکسید (فلزی عایق تغییر فاز مواد برای آرایه microbolometer) • لانتانیم manganite باریم (LBMO، فلزی عایق مواد تغییر فاز) • سیلیکن آمورف • titanate zirconate سرب (PZT) • لانتانیم doped titanate zirconate سرب (PLZT) • tantalate اسکاندیم سرب (PST) • titanate لانتانیم سرب (PLT) • titanate سرب (پاسیفیک) • niobate روی سرب (PZN) • titanate استرانسیم سرب (PSrT) • باریم استرانسیم titanate (BST) • titanate باریوم (BT) • sulfoiodide آنتیموان (SbSI) • difluoride polyvinylidene (PVDF) |
تاریخ: ۱۳۹۲/۳/۲۲ |
![]() |
.عملکرد جی پی اس |
.عملکرد جی پی اس ماهواره های GPS در یک مدار معین، زمین را دو بار در روز دور می زنند و سیگنال های اطلاعاتی را به زمین ارسال می کنند. دریافت کننده GPS این اطلاعات را گرفته و برای محاسبه مکان دقیق کاربر از روش های هندسی استفاده می کند. در اصل دریافت کننده ی GPS زمان ارسال سیگنال از ماهواره را با زمان دریافت سیگنال مقایسه می کند. اختلاف زمان بازگو کننده ی میزان فاصله ی ماهواره از دریافت کننده ی GPS است. با اندازه گیری فاصله، از تعدادی چند از ماهواره ها ،دریافت کننده می تواند مکان کاربر را مشخص کرده و آن را روی نقشه ی الکترونیکی واحد نمایان کند. یک دریافت کننده ی GPS با سیگنال هایی که از حداکثر سه ماهواره دریافت می کند، می تواند مسیر حرکت و مختصات دو بعدی (طول و عرض) مکان را محاسبه کند. با در نظر گرفتن چهار یا بیشتر ماهواره ، دریافت کننده می تواند مختصات سه بعدی (طول،عرض،ارتفاع) مکان کاربر را مشخص کند. زمانی که مکان کاربر مشخص شد ، GPS می تواند سایر اطلاعات نظیر: سرعت،مسیر،فاصله ی پیموده شده،فاصله تا مقصد،زمان طلوع و غروب خورشید و ... را محاسبه کند. |
تاریخ: ۱۳۹۲/۳/۲۳ |
![]() |
کوانتومتر-مکانیزم آنالیز در دستگاه کوانتومتر |
کوانتومتر- مکانیزم آنالیز همانطور که میدانید در این سیستم که بر اساس تخلیه الکریکی نشری آنالیز انجام میگیرد متداول ترین نوع آنالیز برای صنعت متالورژی است .از مشخصات کوانتومتر انحصاری بودن برای قطعات فلزی میباشد. در این تکنیک تخلیه الکتریکی بین دو الکترود که یکی از جنسه نمونه مجهولSE ( simple electrode )ودیگری الکترودغیر مصرفی CE ( counter electrod )انجام می شود . معمولا الکترود های غیر مصرفی از جنس تنگستن انتخاب می شوند. گاه الکترود های غیر مصرفی را به نمونه مجهول آغشته میکنیم. در این صورت ممکن است به صورت سنگ تخت یا غلطک های ساینده از روی نمونه مجهول براده برداری نمونه و تحت آنالیز قرار گیرد. اجزای اصلی دستگاه کوانتومتر 1- قسمت تحریک کننده: الف) جرقه ای : (Spark) در این حالت، تحریک تحت شرایط ولتاژ بسیار بالا, یک نقطه را در مدت 30 ثانیه تبخیر و برانگیخته می کند در نتیجه تمام عناصر همزمان طیف تولید می کنند و امکان آنالیز دقیق وجود دارد. ب) کمانی : (Arc) تحریک تحت شرایط ولتاژ پایین تر و زمان کوتاه درحدود 3 ثانیه انجام می شود و درنتیجه دقت پایین تر بوده وغالبا” برای آنالیز های کیفی و سریع بکار می رود . 2- سیستم اپتیک: سیستم اپتیک شامل یک سیستم تک رنگ کننده و یک عامل آشکارساز است. تک رنگ کننده عمل جدا کردن خطوط متعدد موجود در طیف نشری نمونه را انجام می دهد که شامل یک سیستم شکاف و یک عامل تجزیه کننده نور است شکاف نورهای هرز را حذف کرده و تجزیه کننده نور، تابش را مطابق با طول موج تجزیه می کند. تجزیه کننده نور در دو نوع منشور وشبکه می باشد تجزیه کننده منشوری منشور باعث انحراف زاویه نور با توجه به ضریب شکست نور ورودی و خروجی می شود ضریب شکست نسبت به طول موجهای مختلف تغییر می کند بنابراین طول موجهای مختلف می توانند از یکدیگر جدا شوند تجزیه کننده شبکه ای شبکه عبارتست از یک سطح صاف که یک دسته خطوط موازی مستقیم بر روی آن مطابق شکل (5) بریده شده است هرچه تعداد خطوط بریده شده به ازای یک اینچ شبکه بیشتر باشد توان تجزیه آن بیشتر است. تجزیه نور بوسیله شبکه از قوانین پراش نور تبعیت می کند (Sin i + Sin Θ) = d(Θ)λ که λ طول موج تابش، d فاصله بین دو شیار شبکه، i زاویه فرودی باریکه نور وΘ زاویه تجزیه شدن نور در طول موج خاص است به عبارت دیگر زاویهΘ طول موجهای مختلف نور، متفاوت است. دتکتور یا آشکار ساز دتکتورها برای اندازه گیری شدت تابش مورد استفاده قرار می گیرند و این عمل با تبدیل انرژی تابشی به انرژی الکتریکی انجام می گیرد. آشکارسازها معمولا در دو نوع فتومالتی پلایر Photo Multiplier Tube (PMT) و نیمه هادی های با محدوده طیف نوری بنام (CCD) Charge Coupled Device بکار گرفته می شوند فتومالتی پلایرها به نحوی چیده می شوند که هر کدام از آنها یک طول موج مشخص را دریافت می کند و در تکنولوژی ,CCD متاسفانه امکان آشکار سازی هیچ طیفی وجود ندارد و برای اینکه بتوان از سی سی دی در کوانتومتر استفاده کرد بایستی یک لایه یا کوتینگ بسیار ناپایدار را در سطح سی سی دی قرارداد که این لایه به دلیل ایجاد شکست نوری و بالا بردن طیف کوانتومتری تا محدوده visible باعث ایجاد خطا و نا پایداری زیاد در دستگاه می گردد ، بدون شک هنوز هیچ تکنولوژی بهتر و دقیق تر و پایدارتر از فتو تیوب یا فتو مالتی پلایر یا PMT به بازار معرفی نشده است و تنها و تنها دلیلی که شرکتهای سازنده کوانتومتر به سمت استفاده از سی سی دی روی آوردهاند فقط و فقط قیمت فوق العاده ارزان 17 یورویی آن است که سود زیادی را به جیب سازنده و نماینده فروش آن سرازیر می کند و تنها بازنده این داستان مشتری است که دستگاه بی کیفیت و گران خریده است!!!!!!!!!ضمن اینکه در ایران هیچ یک از نمایندگان فروش دستگاههای کوانتومتر CCD در صورت نیاز به تعویض آن قادر به انجام این کار نیستد در صورتیکه PMT به راحتی قابل تعویض و جایگزینی است حال آنکه حداق طول عمر PMT بیست 20 سال و بیشتر است….نور ساطع شده از جرقه به PMT بر خورد می کنند و تصویر تولیدی بوسیله یک کامپیوتر بررسی ونتیجه گیری می شود از مزایایPMT ها نسبت به CCD ها دقت فوق العاده بالا در تمامی غلظت های بالا متوسط و پایین -یعنی کل رنج اندازه گیری است و CCD ها دارای دقت بسیار پایین و پایداری خیلی کم، و احتمال بسیار زیاد به هم خوردن تنظیم قسمتهای اپتیکی و نیاز به تنظیم مکرر دستگاه است. PMT : توانایی تشخیص نوع فلز تحت آزمایش و انتخاب مناسب ترین برنامه کالیبره در این نوع طیف سنج می باشد در کوانتومترهای دقیق با استفاده از منشور، شکاف ورودی، شبکه و نقاط کانونی طول موجهای مختلف برروی یک دایره قرار می گیرند که به آن دایره رولاند گویند. در این حالت آشکارسازهای PMT یا CCD رادر نقطه کانونی 1λ یا 2λ یا 3λ قرار می دهند. ویژگی آنالیز با کوانتومترفتوتیوب-پی ام تی : آنالیز نمونه : به همان صورت اولیه وآماده سازی سریع سرعت بالا آنالیز و تعداد آزمایش زیاد در یک روز کاری دقت خوب وتکرار پذیر تعیین حدود 70 عنصر در یک ناحیه خطی وسیع تا حد زیادی مستقل از متخصص اپراتور امکان اتوماسیون در صنایع بزرگ هزینه بالا منحصر بودن برای مواد جامد بویژه فلزات |
تاریخ: ۱۳۹۲/۳/۲۵ |
![]() |
دستگاه رفرکتومتر Refraction |
دستگاه رفرکتومتر Refraction این دستگاه برای اهداف کاربردی به جای خلاء به عنوان مرجع از هوا استفاده می کنند چرا که ضریب شکست آن بسیار نزدیک به خلاء است.ضریب شکست مانند نقطه ذوب از خواص فیزیکی مواد است. رفرکتومتری به معنی تعیین ضریب شکست گازها، مایعات و جامدات نیمه شفاف، به وسیله دستگاه رفرکتومتر است. می توان از این مشخصه، برای شناسایی مواد یا ارزیابی خلوص آن استفاده کرد. با معین شدن ضریب شکست، علاوه بر شناسایی مواد مقدار آن را نیز می توان محاسبه کرد. دستگاه رفرکتومتر کاربردهای زیادی در صنایع گوناگون دارد. به عنوان مثال برای اندازه گیری غلظت نمک طعام در حوضچه های پرورش ماهی مورد استفاده قرار میگیرد. در صنایع غذایی نیز این دستگاه کاربرد بسیار زیادی دارد مثلا در کارخانه های قند برای تعیین بریکس محلول قند مورد استفاده قرار می گیرد. در پزشکی برای پی بردن به میزان اوره و پروتئین خون، میزان نمک موجود در آن و غلظت مایعات استفاده می شود و مهمترین کاربرد آن تعیین غلظت Urine در آزمایشگاه است. بریکس واحدی است که بیان کننده مقدار ذرات جامد موجود در یک محلول است و اصولا به غلظت و ویسکوزیته وابسته است |
تاریخ: ۱۳۹۲/۳/۲۶ |
![]() |
دستگاه های نشت یاب«اف.آی.دی» |
دستگاه های نشت یاب«اف.آی.دی» این دستگاه ها وسایل بسیار حساسی هستند که برای تشخیص نشت گاز در لوله های تو کار استفاده می شود «اف.آی.دی» نوعی نشت یاب مورد استفاده در شرکت ملی گاز است که بر اساس یونیزاسیون شعله ی ئیدروژن کار می کند؛ به این صورت که در داخل دستگاه یک محفظه احتراق با سوخت ئیدروژن وجود دارد که هوای لازم را از محیط اطراف جذب می کند و به محض ورود کمترین مقادیر ئیدروکربن های گازی به داخل محفظه، یونیزاسیون محیط اطراف شعله تغییر می کند و نتیجه به صورت علائم بصری و صوتی دیده می شود. میزان نشت گاز هر قدر جزیی باشد سرانجام به سطح زمین خواهد رسید، لذا این دستگاه ها با دقت بالایی که دارند قادر به تشخیص آن خواهند بود. دقت دستگاه های نشت یاب در حد جزء در میلیون«پی.پی.ام» و از حساسیت بالایی برخوردارند، به طوری که هنگام استفاده در شهرها و یا محوطه های صنعتی باید قبل از آن برای میزان ئیدروکربن های موجود در هوای آن محیط، کالیبره شوند |
تاریخ: ۱۳۹۲/۳/۲۶ |
![]() |