इन्फ्रारेड थर्मामीटर स्मार्ट लोगों के लिए एक उपकरण है। भाग 1

माप की माप के लिए तापमान सबसे महत्वपूर्ण भौतिक मात्रा है, जिसमें कई विधियों का विकास किया गया है। यह लेख MT4004 अवरक्त थर्मामीटर का उपयोग करके तापमान को मापने के लिए एक गैर-संपर्क विधि का वर्णन करता है।
एक ओर, डिवाइस संचालित करने के लिए बहुत सरल है: ऑब्जेक्ट पर थर्मामीटर को इंगित करें, बटन दबाएं - आपको परिणाम मिलेगा, और आपका सपना सच हो जाएगा! इसलिए समूह "प्रौद्योगिकी" गाया ।
लेकिन तुम खुश क्यों नहीं हो?



ऐसा इसलिए है क्योंकि थर्मामीटर के मालिक को तापमान को सही ढंग से निर्धारित करने के लिए (लेकिन इससे भी बेहतर - तुलना) करने के लिए कुछ ज्ञान होना चाहिए और कुशलता से डिवाइस का उपयोग करना चाहिए। एक थर्मामीटर इसकी लागत को कम करने और यहां तक ​​कि एक जीवन को बचाने में मदद करेगा।
अवरक्त थर्मामीटर के साथ काम करने में यह ज्ञान, व्यावहारिक अनुप्रयोग और सूक्ष्मता लेख में वर्णित है। यह अपने इनसाइड के अध्ययन के साथ डिवाइस के रोमांचक विश्लेषण के बिना नहीं करेगा।

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सांप, बटन और चायदानी विरोधाभास।

यदि आप तकनीकी शासन के अनुपालन में विभिन्न प्रकार के उत्पादन को ध्यान में नहीं रखते हैं, तो अधिकांश लोगों को केवल कुछ तापमान मानों के लिए पता है: बर्फ पिघलना, एक स्वस्थ व्यक्ति का शरीर, उबलता पानी।
लेकिन यहां तक ​​कि इन परिचित संख्याओं 0, 36.6 और 100 में विचलन हैं। विभिन्न स्थानों में शरीर का तापमान अलग-अलग होता है, पानी का क्वथनांक वायुमंडलीय दबाव आदि पर निर्भर करता है,
बाकी सभी चीजों का तापमान हमें "गर्म-ठंडे" स्तर पर और सबसे महत्वपूर्ण रूप से उत्तेजित करता है, ताकि यह सामान्य ढांचे से परे न हो।

एक व्यक्ति तापमान को परोक्ष रूप से श्रवण (hissed), गंध (जला हुआ) और दृष्टि (बचा हुआ) के अंगों के माध्यम से निर्धारित कर सकता है।
लेकिन मुख्य चैनल पूरे शरीर में 16,000 थर्मल रिसेप्टर्स बिखरे हुए हैं, जिसकी बदौलत यह सूर्य से थर्मल विकिरण, एक अलाव और एक हीटिंग बैटरी महसूस करता है।
रैटलस्नेक में दो रिसेप्टर्स हैं जो मनुष्यों की तुलना में एक उच्च अवरक्त संवेदनशीलता है, जो उन्हें पूर्ण अंधेरे में शिकार करने की अनुमति देता है।

दूर से तापमान को मापने की अपनी क्षमता का विस्तार करने के लिए, एक आदमी ने एक अवरक्त थर्मामीटर का आविष्कार किया, जिसमें से एक MT4004 मॉडल है, जो सतह के तापमान के त्वरित माप के लिए अनुमति देता है।



माप लेने के लिए, संकेतक के बगल में स्थित "चालू" बटन दबाएं।
एक छोटे से प्रेस के साथ, थर्मामीटर एक माप लेगा और 15 सेकंड के लिए परिणाम रिकॉर्ड करेगा - जब तक कि डिवाइस बंद नहीं हो जाता है, जो कठिन-से-पहुंच स्थानों में तापमान का निर्धारण करने के लिए सुविधाजनक है। बंद करने से पहले, सूचक शिलालेख "ओएफएफ" दिखाता है।
यदि "चालू" बटन दबाया जाता है, तो थर्मामीटर दो बार प्रति सेकंड की आवृत्ति पर निरंतर माप मोड पर स्विच करता है। चयनित गति अपडेटेड रीडिंग को पढ़ना आसान बनाती है।
सामान्य तौर पर, डिवाइस में दो बटन होते हैं। दूसरा "C / F" है, जो केस के पीछे स्थित है और डिवाइस के बॉल्स में छिपा हुआ है। टूथपिक या थोड़े नुकीले मेल से शरीर के किसी छिद्र तक इसकी पहुंच होती है। बटन आपको डिग्री सेल्सियस या फ़ारेनहाइट में तापमान प्रदर्शित करने की अनुमति देता है। डिस्प्ले मोड को स्विच करने के लिए, "ऑन" बटन को दबाकर थर्मामीटर को चालू करें, और फिर "C / F" बटन दबाएं। हमारे देश में, डिग्री फ़ारेनहाइट व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।
थर्मामीटर की ऑपरेटिंग रेंज -27.4 है ... +428 डिग्री फ़ारेनहाइट (-33 ... +220 सेल्सियस), इसलिए फिल्म " 451 डिग्री फ़ारेनहाइट " को शूट नहीं किया जा सका। पेपर बर्नर के लिए, साधन "हाय" लिखता है, जिसका अर्थ है कि ऊपरी माप सीमा पार हो गई है।
दक्षिणी ध्रुव पर, डिवाइस "लो" लिखेगा।
दो परीक्षणों में, शिलालेख "Er2" पाया गया - जब थर्मामीटर ने 650 डिग्री सेल्सियस के तापमान के साथ हवा की एक धारा काट दी और जब यह गैस आराम लैंप के बहुत करीब आ गया। शायद यह ओवरहीटिंग सेंसर था। यह तर्कसंगत है कि शिलालेख "Er1" मौजूद होना चाहिए, लेकिन यह मुझे नहीं लगा (शायद यह बेहतर के लिए है)।

एक चायदानी केवल एक नौसिखिया विशेषज्ञ की विशेषता नहीं है। यह शब्द गर्म पानी के लिए एक कंटेनर को भी संदर्भित करता है।
एक उबलते केतली के तापमान को मापें। दुर्भाग्य से, व्हिस्लिंग स्टीम का जेट फोटो में नहीं देखा गया है, लेकिन यह (जैसे गोफर दिखाई नहीं देता है) है। साधन रीडिंग और निर्भरता सेऊंचाई से उबलते तापमान को लगता है कि माप 22.5 किमी की ऊंचाई पर लिया जाता है। लेकिन वास्तव में, सब कुछ बहुत कम होता है, क्योंकि ऑपरेटर एक स्पेससूट के बिना दिखाई देता है।



यदि समान केतली का उपयोग कैंपिंग ट्रिप में किया जाता है, तो इसकी कालिख की डिग्री के आधार पर, जब पानी उबलता है, तो मामले का तापमान 95 ... 98 डिग्री तक बढ़ जाएगा।
पोत की दीवारों पर दिखाई देने वाली कालिख को छोड़कर क्या बदल गया है?
घटना, पहली नज़र में विरोधाभास, बस समझाया गया है। एक ही तापमान पर, अलग-अलग सतह अलग-अलग निकलती हैं: कुछ मजबूत होते हैं, अन्य कमजोर होते हैं।

अवरक्त विकिरण का अध्ययन और इसकी माप की जटिलता

विकिरण विकिरण है जो आयनित हो सकता है, फिर इसे मापने के लिए डोसिमीटर का उपयोग किया जाता है, जिस पर बाद में चर्चा की जाएगी। आज की कहानी में, विकिरण तापीय (अवरक्त) विकिरण को संदर्भित करता है, जिसे एक विकिरण पाइरोमीटर द्वारा मापा जाता है ।

हालांकि मानव जाति ने 1800 में अपनी खोज से बहुत पहले थर्मल विकिरण का उपयोग किया था, लेकिन अंग्रेजी खगोलविज्ञानी विलियम हर्शल के लिए उस क्षण से विद्युत चुम्बकीय तरंगों की अवरक्त रेंज का गहन अध्ययन शुरू हुआ। निरपेक्ष शून्य (समावेशी) से लेकर प्लैंक एक

तक के तापमान में , सभी निकाय विद्युत चुम्बकीय तरंगों की अवरक्त श्रेणी में विकिरण का उत्सर्जन करते हैं। स्टीफन के नियम के अनुसार - बोल्ट्जमैन
संतुलन विकिरण के कुल थोक घनत्व और एक काले शरीर की कुल उत्सर्जन तापमान के चौथे डिग्री के लिए आनुपातिक हैं।
तो, विकिरण शक्ति को मापकर, आप सतह के तापमान को निर्धारित कर सकते हैं।
लेकिन इस तथ्य के अलावा कि विकिरण थर्मामीटर का संवेदनशील तत्व पूरे विकिरण रेंज में काम नहीं करता है, कई अन्य हैं लेकिन ...
1. स्टीफन-बोल्ट्जमैन कानून का अर्थ है विकिरणित ऊर्जा की कुल मात्रा। 1900 में तैयार प्लैंक सूत्र में विकिरण स्पेक्ट्रम पर ऊर्जा वितरण का वर्णन किया गया है । यहां तक ​​कि एक ही तापमान पर, विकिरण में विभिन्न तरंग दैर्ध्य वाले कई उत्सर्जन होते हैं, लेकिन स्पेक्ट्रम में एक अधिकतम होता है।
2. स्पेक्ट्रम में अधिकतम की स्थिति वस्तु के तापमान पर निर्भर करती है और यह वीन विस्थापन कानून द्वारा निर्धारित की जाती है । उदाहरण: दृश्यमान सीमा में, जब धातु गर्म होती है, तो यह लाल हो जाती है, और जब तापमान बढ़ता है, तो विकिरण क्षेत्र उच्च आवृत्ति वाले क्षेत्र में "चला जाता है", रंग बदलकर नीला हो जाता है, जिसे लोहार और थर्मिस्ट अपने काम में उपयोग करते हैं।
अभिव्यक्ति "सफेद गर्मी लाने" का अर्थ है - बहुत गर्म। और लोगों के साथ ऐसा करना अवांछनीय है।
यह हमारे लिए महत्वपूर्ण है कि वस्तु के तापमान में परिवर्तन के साथ, थर्मामीटर के सेंसर (रिसीवर) के ऑपरेटिंग आवृत्ति पर थर्मल विकिरण की शक्ति में परिवर्तन होता है, और इसे मापने पर ध्यान देना चाहिए, विशेष रूप से एक विस्तृत माप सीमा वाले उपकरणों के लिए।
3. किरचॉफ विकिरण के कानून के अनुसारकिसी भी शरीर की अवशोषण क्षमता के अनुपात का अनुपात किसी दिए गए तापमान पर दिए गए तापमान पर सभी निकायों के लिए समान है और यह उनके आकार और रासायनिक प्रकृति पर निर्भर नहीं करता है।
"दिए गए तापमान पर" शब्दों पर ध्यान दें। अलग-अलग तापमानों के लिए, यह गुणांक अलग है - एक शरीर के लिए भी।
काला शरीर इस पर सभी विकिरण घटना को अवशोषित करता है, इसलिए, इसकी उत्सर्जन एकता के बराबर भी है।
ऊष्मप्रवैगिकी के दृष्टिकोण से, अन्य सभी वास्तविक शरीर काले नहीं हैं, लेकिन ग्रे (भले ही हमारे लिए वे काले या अदृश्य लगते हैं) - उनके पास एकता से कम अवशोषित करने की क्षमता है, और इसलिए उनकी समानता भी एकता से कम नहीं है।
विभिन्न सामग्रियों के थर्मल विकिरण के एक प्रारंभिक अध्ययन में, इस तथ्य को 1804 में गर्म पानी से भरे एक खोखले लेस्ली क्यूब की मदद से प्रदर्शित किया गया था , जिसमें ऊर्ध्वाधर दीवारें विभिन्न सामग्रियों की एक परत के साथ कवर की गई हैं: सोना, चांदी, तांबा और कालिख। कालिख के किनारे (काले शरीर के करीब) में विकिरण शक्ति अन्य तीन की तुलना में बहुत अधिक है।
चायदानी में, जो ऊपर दिखाया गया था, सोना और चांदी नहीं है, लेकिन प्रक्रियाओं का सार समान है।

1731 में पीटर वैन मुशेनब्रुक ("लिडेन बैंक" नामक पहले कैपेसिटर के लेखक) ने एक ऑप्टिकल पाइरोमीटर का आविष्कार किया था जिसमें किसी वस्तु का तापमान रंग और चमक द्वारा निर्धारित किया जाता था।

यह समीक्षा एक विकिरण थर्मामीटर मानती है, जो विकिरण स्पेक्ट्रम के एक बैंड में थर्मल विकिरण की शक्ति (तीव्रता) को मापता है, जिसके आधार पर तापमान मूल्य की गणना की जाती है।
स्पेक्ट्रम के विभिन्न भागों में संचालित कई रिसीवरों के साथ वर्णक्रमीय अनुपात (रंग) पाइरोमीटर भी हैं। ऑपरेशन का उनका सिद्धांत एक बार में स्पेक्ट्रम के कई क्षेत्रों में तापमान पर ऊर्जा चमक की निर्भरता पर आधारित है।

पहला पोर्टेबल पाइरोमीटर 1967 में दिखाई दिया। तब से, वजन और आकार विशेषताओं, माप सटीकता और क्षमताओं में सुधार हुआ है।

उपकरण और उसका विश्लेषण

40 ग्राम - यह एक थर्मामीटर का वजन करने का परिणाम है, जिसके समग्र आयाम 86.5x19.4x14.8 मिमी मेरी रिंग फिंगर के बराबर हैं और केवल एक एए बैटरी के आकार से थोड़ा अधिक है।



एक तरफ, ऐसे बच्चे के लिए, द्रव्यमान काफी बड़ा होता है, लेकिन सुंदरता, घुलनशीलता और ताकत के अलावा, धातु का मामला एक और महत्वपूर्ण कार्य है - यह डिवाइस को परिवेश के तापमान को जल्दी से सेट करने की अनुमति देता है, जो माप सटीकता में सुधार करता है।
मामले का लघु आकार उन स्थानों में माप की अनुमति देता है जहां अन्य पाइरोमीटर की पहुंच मुश्किल या असंभव है।

मनुष्यों में, एक बड़ा द्रव्यमान अच्छे पोषण द्वारा निर्धारित किया जाता है। और अवरक्त थर्मामीटर क्या फ़ीड करता है?
पावर बैटरी में LR44 प्रकार, एनालॉग्स: L1154, A76, G13, (फ्रेम आकार 357) की दो वोल्टेज 1.5 एल्क के वोल्टेज और 150 एमएएच की क्षमता वाली दो क्षारीय (मैंगनीज-जस्ता) कोशिकाएं होती हैं।
V357, SR44 प्रकार के सिल्वर-जिंक तत्वों के साथ, 1.55 वोल्ट का ऑपरेटिंग वोल्टेज और 200 mA · h तक की क्षमता वाला, इंफ्रारेड थर्मामीटर के संचालन का परीक्षण नहीं किया गया था।
प्रयोग के तौर पर, ZA675 (PR44) एयर-जिंक बैटरी के साथ 1.4 वोल्ट का वोल्टेज और 650 mAh की क्षमता का परीक्षण किया गया! वोल्टेज की जांच करते समय, यह पाया गया कि जुलाई 2017 तक वैध सिर्फ खरीदा गया तत्व, केवल 1.01 वोल्ट का उत्पादन करता है। पहला विचार उन्हें विक्रेता को वापस करने का था, लेकिन दूसरा आया, जिसने एक दिलचस्प फिल्म खोजने में मदद की। यह स्पष्ट रूप से कम वोल्टेज के बारे में नहीं कहा जाता है, लेकिन सुरक्षात्मक फिल्म को छीलने के बाद हवा को अंदर बहने से रोकता है, वोल्टेज बढ़ने लगा और कुछ मिनटों के बाद यह 1.4 वोल्ट तक बढ़ गया, जो इस प्रकार की बैटरी के लिए आदर्श है - एक दिलचस्प तथ्य, जिसे आम जनता के लिए बहुत कम जाना जाता है। ।

तत्वों को डिब्बे में स्थापित किया जाता है, जिस तक पहुंच क्रोम आवरण को खोल देने के बाद खोला जाता है।
बैटरी लेबलिंग और उचित इंस्टॉलेशन को डिब्बे के अंदर की तस्वीर में दिखाया गया है।



कवर के अंदर उत्पाद का सीरियल नंबर है। लाइसेंस प्लेट डिवाइस के मुख्य भाग से चिपकी नहीं है, लेकिन इसकी उपस्थिति उत्पाद की दृढ़ता देती है।



डिवाइस के शरीर पर "CE" चिह्न है, जो पुष्टि करता है कि उत्पाद मनुष्यों, संपत्ति और पर्यावरण के लिए यूरोपीय सुरक्षा मानकों का अनुपालन करते हैं।

मामले के इनसाइड का अध्ययन करने से यह पता चलता है कि डिवाइस बोर्ड को केवल बैटरी डिब्बे के माध्यम से हटाया जा सकता है।
एल-आकार के तार के साथ बैटरी के आसपास के प्लास्टिक आस्तीन को हुक करने का प्रयास असफल रहा। कारण यह है कि डिवाइस के एलसीडी संकेतक को कवर करने वाले सुरक्षात्मक ग्लास को धातु के मामले के साथ फ्लश स्थापित किया जाता है और आंदोलन की शुरुआत को रोकता है।



इस प्लास्टिक "ग्लास" पर साइड क्लैम्प दिखाई देते हैं, इसलिए यह विचार उत्पन्न हुआ कि निराकरण के लिए इसे ऊपर खींचना आवश्यक था। एक पतली लिपिक ब्लेड का उपयोग करके प्रयास किया गया था, तब (जब एक भट्ठा दिखाई दिया था) एक साधारण चाकू, और अंत में एक पतली पेचकश का उपयोग किया गया था।
ऑपरेशन का परिणाम: एक लिपिक चाकू के दो ब्लेड क्षतिग्रस्त हो जाते हैं (यह एक दया नहीं है), कांच पर एक कुंडी टूटी हुई है (यह एक दया है), कांच पर खरोंच दिखाई दिया (बहुत अफ़सोस), थर्मामीटर ने अपनी उपस्थिति थोड़ी (दुख की बात है) खो दी। यही कारण है कि तस्वीर के साथ सभी प्रयोगों के अंत में डिवाइस का विश्लेषण करना वांछनीय है।
सुरक्षात्मक ग्लास और संकेतक के बीच पेचकश घुसने के बाद, सुरक्षात्मक ग्लास की विपरीत दीवार धातु के मामले में "गिर गई" ... यह स्पष्ट हो गया कि इस उत्पाद के डिजाइनर ने एक समाधान का उपयोग किया है जो उसे प्रशंसा (डिजाइनर) बनाता है।
बर्खास्त करना आसान नहीं है, लेकिन शानदार ढंग से सरल है! किसी भी अनुकूलन की आवश्यकता नहीं है, निर्धारण प्लास्टिक आस्तीन और वर्तमान कलेक्टर के वसंत गुणों के कारण है, जो सुरक्षात्मक ग्लास को देखने वाली खिड़की के कटआउट में ले जाता है।

MT4004 थर्मामीटर को अलग करने के लिए, आपको चाहिए:
1. बैटरी हटा दें;
2. बाद में इजेक्शन की सुविधा के लिए आवास के नीचे बटन के रबर पुश रॉड को कम करें;
3. सूचक के सुरक्षात्मक ग्लास पर एक उंगली दबाएं ताकि यह शरीर के नीचे गिर जाए और बैटरी डिब्बे के माध्यम से डिवाइस के अंदर को धक्का दे।

प्लास्टिक आस्तीन को हटाने के बाद, हमारे पास निम्न चित्र है, जो हवा के सेवन के लिए खुलने के साथ एयर-जिंक बैटरी भी दिखाता है, साथ ही एक टूटी हुई आंख के साथ एक ग्लास भी है।



आस्तीन का उल्टा हिस्सा।
नियंत्रक एक सीसा रहित डिजाइन में बनाया गया है और एक यौगिक से भरा है।
बोर्ड को वार्निश किया गया है, कागज को नियंत्रक पर चिह्नित किया गया है, साथ ही बोर्ड पर एक मार्कर भी।
छोटी चीजों के अलावा, पहचाने जाने योग्य विवरणों से:
93C46V1 - 16 बिट्स के 64 रजिस्टरों या 8 बिट्स के 128 रजिस्टरों वाले संगठन के साथ एक सीरियल EEPROM चिप, 1,024 बिट्स की कुल क्षमता। आपूर्ति वोल्टेज 1.8 से 5.5 वोल्ट तक है। एक प्रोग्राम इतनी मात्रा में फिट नहीं हो सकता। सबसे अधिक संभावना है, इसमें एक विशिष्ट संवेदक के अंशांकन के लिए स्थिरांक होते हैं।
पदनाम 104J63 के साथ एक अपेक्षाकृत बड़े आकार का एक आयताकार संधारित्र, जो 0.1 μfFh63V के लिए खड़ा है।
पावर बटन "चालू"।
एक पेंच गायब है, क्योंकि क्लिप में बन्धन के लिए कोई जगह नहीं है।



उपस्थिति को देखते हुए, TPS333 के समान एक एनालॉग सेंसर, जो 5 से 14 माइक्रोन ( usedm) की सीमा में काम कर रहा है, थर्मामीटर में एक संवेदनशील तत्व के रूप में उपयोग किया जाता है ।



बोर्ड के दूसरी तरफ स्थित हैं: एलसीडी संकेतक, 32 768 हर्ट्ज क्वार्ट्ज और "सी / एफ" बटन (इसका शरीर "चालू" बटन की तुलना में अधिक है)।



टांका लगाने, विधानसभा और स्थापना की गुणवत्ता के बारे में कोई शिकायत नहीं है, सब कुछ उच्च स्तर पर किया जाता है।

दूसरे भाग में, इस थर्मामीटर का उपयोग करके दिलचस्प प्रयोग किए जाने की उम्मीद है। इन्फ्रारेड थर्मामीटर की समीक्षा में शामिल नहीं सहित कई तस्वीरों के साथ
फोटो एल्बम " इन्फ्रारेड थर्मामीटर "। उस पृष्ठ से
लिंक करें जहां आप तकनीकी विशिष्टताओं से परिचित हो सकते हैं, आवेदन के विभिन्न तरीकों और एक अवरक्त थर्मामीटर MT4004 खरीद सकते हैं।

लेख की निरंतरता: " उड़ाने या न उड़ाने के लिए, और एक अवरक्त थर्मामीटर के साथ अन्य प्रयोग ।"

Source: https://habr.com/ru/post/hi380591/