پروژه دماسنج مادون قرمز (بدون تماس با جسم)

طراحی و ساخت دماسنج مادون قرمز، بدون تماس با جسم،  دماسنج ها یا ترمو متر ها یکی از ابزارهای اندازه گیری بسیار پر کاربرد در صنعت می باشند. به طور کلی کنترل دما و جلوگیری از افزایش دما از حد آستانه یکی از پارامترهای بسیار حساس در صنایع مختلف می باشد. دماسنج ها در دو نوع تماسی و غیر تماسی می باشند .

چرا دما را اندازه گیری می کنیم؟

برای اکثر فرایند های تولید و ساخت ، دما یک متغیر بسیار مهم برای اندازه گیری، مشاهده و کنترل می باشد. مشاهده دما اطمینان می بخشد که فرایند تولید تحت شرایط مطلوب عمل می کنند. در کنار فواید کیفی و تولیدی که توسط اندازه گیری دما بدست می آید داده ها (data) ممکن است جهت تعبیه ی برنامه های پیشگیرانه ی نگهداری استفاده شود.

موارد کاربرد سيستم در صنايع مختلف چه مي تواند باشد؟

در عمليات حرارتي فلزات براي حصول مشخصات فني بالاتر، کنترل توليد آلياژهاي مختلف مواد، ريخته گري هايي دقيق با روشهايي مخصوص ، صنايع چدن و فولاد، آبکاري هاي صنعتي ، کوره هاي القايي و گرم و پيش گرم القايي ، جوشکاري هاي دقيق و استاندارد، توليد سيمان و سراميک ، شيشه و بلورسازي ، توليد محصولات پتروشيمي و توليد محصولات صنايع نظامي ، استفاده از دماسنج غيرتماسي اجتناب ناپذيراست.در صنايع مرتبط با نفت و گاز نيز با توجه به لزوم رعايت استانداردهاي ارائه شده از سوي وزارت نفت براي اين صنايع و سطح بالاي استانداردها، تجهيز لوازم اندازه گيري و کنترلي ، اين شرکتها را ملزم به استفاده از اين دماسنج غيرتماسي خواهد کرد.

اهمیت اندازه گیری دمای اجسام بدون تماس

از آنجا که دماسنج های مادون قرمز می توانند دمای جسم را بدون اتصال فیزیکی مشخص کنند ، سیستم اندازه گیری موجب آلودگی و آسیب رساندن یا تداخل با فرایند نمایش نمی شود و برتری های بسیاری نسبت به دستگاه های اندازه گیری تماسی دارند. یک دماسنج مادون قرمز می تواند با فاصله از جسم داغ قرار گیرد و در عین حال آن را قادر می سازد تا در بازه های زمانی طولانی با کمترین نگهداری و تعمیر عمل کند.

معرفی تئوری دماسنج مادون قرمز

تمامی اجسامی که دارای دمای بالای صفر مطلق یا همان -273 درجه سانتیگراد باشند، از خود امواج مادون قرمز منتشر می سازند. میزان موج انتشار یافته از سطح یک جسم به دو فاکتور بستگی دارد: دمای جسم و میزان قابلیت انتشارموج از سطح قطعه. موج مادون قرمز در حقیقت یک انرژی نورانی ضعیف است که به  صورت موج منتشر می شود و فرکانس آن در محدوده فرکانس قابل رویت برای چشم انسان نمی باشد. هر چه دمای یک جسم بیشتر باشد میزان انرژی مادون قرمز بیشتری منتشر می سازد.اگر دستگاهی بسازیم که بتواند میزان انرژی منتشر شده از یک منبع انتشار ( جسم مورد نظر) را اندازه گیری کند درنتیجه میتوانیم دمای آن جسم را محاسبه نماییم. دستگاهی که امکان را فراهم می آورد        Infrared Thermometer یا دماسنج غیر تماسی نام دارد.با قرار دادن دستگاه ترمو متر در جلوی جسم مورد نظر آن قسمت از موج مادون قرمز منتشر شده توسط جسم که در محدوده میدان دید لنز دستگاه ترمومتر باشد به لنز برخورد میکند. لنز دستگاه این انرژی دریافت شده را بر روی سنسوری که در دستگاه وجود دارد متمرکز میکند. سنسور با اندازه گیری شدت انرژی، ولتاژی را در حد میکرو ولت در یکی از پایه های خود ایجاد می کند و مقدار دما با پردازشی که روی این ولتاژ ووضعیت دیگر پایه های سنسور انجام می گیرد تشخیص داده شده و بر روی صفحه lcd به نمایش در می آید. تمامی این مراحل در کمتر از 500 میلی ثانیه انجام میگیرد.

فهرست                                                                                                         صفحه

پیشگفتار	1
فصل اول: عنوان پروژه و تحقیقات مربوطه
امواج فروسرخ	3
مفهوم دما	6
تشعشعات گرمایی	7
تشعشع الکترومغناطیسی	7
اجسام Blackbody	13
Emissivity	13
تشخیص Emissivity	16
اثر Emissivity روی اندازه گیری دما	17
راه های اصلاح Emissivity	18
افزایش دهنده های Emissivity	21
دماسنج تشعشعی	24
آشکارسازها	25
ترموپیل ها	26
سیستم اپتیک دماسنج	27
دماسنج نسبی	30
عبور مادون قرمز از میان جو	35
اندازه گیری دمای پایین	38
پردازش سیگنال	39
فصل دوم: معرفی قطعات سخت افزاری و تشریح مدار عملی
میکروکنترلر AVR	40
سنسور SMTIR9902	50
ساختمان و مشخصات پایه های SMTIR9902	51
نحوه عملکرد سنسور	52
تشریح مدار عملی	56
آشنايي با تقويت كننده هاي عملياتي	57
تقویت ولتاژ وابسته به دما	59
بدست آوردن دمای بدنه سنسور	60
تحقق دمای خالص جسم	61
تغذیه ی مدار	62
صفحه نمایش LCD و روش اتصال آن به میکرو	63
نشانه گر لیزری	64
فصل سوم: آشنایی با نرم افزار برنامه نویسی میکرو و برنامه ی مدار
آشنايي با محيط  Bascom	66
برنامه پیاده شده بر روی میکروکنترولر	73
فصل چهارم : نتیجه گیری و پیشنهادات	79
پیوست ها: راهنمای استفاده از قطعات	80

اگر این نوشته‌ برایتان مفید بود لطفا کامنت بنویسید.