Máy đo nhiệt độ từ xa bằng bức xạ hồng ngoại, đo không tiếp xúc. Đây là loại thiết bị đo nhiệt phổ biến không chỉ trong công nghiệp, mà còn cả trong dân dụng. Phần lớn các dụng cụ đo này có dạng như khẩu súng, nên thường hay gọi là súng đo nhiệt độ từ xa.

Khi đo chỉ cần hướng về phía tiêu điểm và bóp cò là có kết quả hiển thị trong vài giây. Độ tiện ích của loại máy này mang đến nhiều lợi ích sử dụng. Tuy nhiên để hiểu và sử dụng đúng cách, bạn cần nắm một vài yêu cầu hay nguyên tắc. Khi đó, kết quả đo sẽ phản ánh gần đúng nhất giá trị nhiệt độ tại điểm đo.

Máy đo nhiệt độ từ xa bằng hồng ngoại

Máy đo nhiệt độ bằng hồng ngoại, còn gọi là nhiệt kế hồng ngoại, hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản của vật lý: mọi vật thể ở nhiệt độ trên không tuyệt đối (-273.15°C) phát ra bức xạ hồng ngoại. Đây là quy luật cơ bản của vật lý nhiệt học, và máy đo nhiệt độ bằng hồng ngoại sử dụng nguyên lý này để đo nhiệt độ của vật thể mà không cần tiếp xúc trực tiếp.

Cụ thể, máy đo nhiệt độ bằng hồng ngoại bao gồm:

Cảm biến hồng ngoại: Cảm biến này thu nhận bức xạ hồng ngoại phát ra từ vật thể và chuyển đổi chúng thành tín hiệu điện.
Bộ chuyển đổi tín hiệu: Tín hiệu điện được thu nhận từ cảm biến hồng ngoại sẽ được chuyển đổi thành dữ liệu đọc được, thường là nhiệt độ hiển thị trên màn hình của thiết bị.
Hệ thống quang học: Hệ thống quang học trong máy đo hồng ngoại giúp tập trung bức xạ hồng ngoại vào cảm biến. Điều này cho phép đo nhiệt độ từ xa mà không cần tiếp xúc vật lý, làm cho nhiệt kế hồng ngoại rất hữu ích trong nhiều ứng dụng, từ y tế đến công nghiệp.
Bộ xử lý tín hiệu: Sau khi nhận tín hiệu từ cảm biến, bộ xử lý tín hiệu tính toán và chuyển đổi tín hiệu này thành đọc nhiệt độ dựa trên một thuật toán và cơ sở dữ liệu đã được cài đặt sẵn trong máy.

Tóm lại, máy đo nhiệt độ bằng hồng ngoại hoạt động bằng cách phát hiện và phân tích bức xạ hồng ngoại phát ra từ vật thể để đo nhiệt độ của nó mà không cần tiếp xúc trực tiếp.

Nguyên lý: Đơn giản là đo trên hiện tượng bức xạ nhiệt, nhiệt độ của một vật thể biểu hiện qua lượng bức xạ hồng ngoại mà nó phát ra. Ở đây là lượng nhiệt bức xạ từ bề mặt của vật thể. Hiểu cách khác là hồng ngoại truyền tới máy đo là từ bề mặt của vật thể.

Bước sóng hồng ngoại nằm trong khoảng từ 8 đến 14μm, đây là bước sóng phổ biến trong đo lường nhiệt độ. Có nhiều giải thuật phân tích để cho ra kết quả đo khác nhau tùy theo công nghệ của từng nhà sản xuất. Tựu chung lại họ đều dùng các bước sóng nằm trong khoảng trên.

Vì là đo nhiệt độ từ xa, nên khoảng cách từ vị trí đứng cầm máy tới bề mặt vật thể cần đo là một thông số quan trọng bậc nhất. Bạn không thể đo một vật thể ở xa nếu năng lực của máy không cho phép. Vì nguyên lý dựa trên ánh sáng nên nó hoàn toàn phụ thuộc khả năng nhìn thấy vật thể cũng như mức độ che khuất bởi vật ngáng đường. Khoảng không gian nằm giữa máy đo và vật thể cần đo cũng góp phần quan trọng không kém.

Bước sóng hồng ngoại mà máy cảm nhận được?

Bước sóng hồng ngoại mà máy đo nhiệt độ bằng hồng ngoại (nhiệt kế hồng ngoại) cảm nhận được thường nằm trong khoảng từ khoảng 0.7 micromet đến 14 micromet. Phạm vi này bao gồm cả hồng ngoại gần (khoảng 0.7 đến 2.5 micromet), hồng ngoại trung bình (khoảng 2.5 đến 5.5 micromet) và hồng ngoại xa (từ 5.5 đến 14 micromet).

Bước sóng cụ thể mà một máy đo nhiệt độ bằng hồng ngoại sử dụng có thể phụ thuộc vào thiết kế cụ thể và mục đích sử dụng của nó. Máy đo cho các ứng dụng y tế, ví dụ, thường được tối ưu hóa để phát hiện bức xạ hồng ngoại ở các bước sóng phù hợp với nhiệt độ cơ thể người, trong khi máy đo dùng trong công nghiệp có thể được thiết kế để phát hiện bức xạ ở bước sóng khác nhau, phù hợp với việc đo nhiệt độ của các vật thể ở nhiệt độ cao hơn nhiều.

Khoảng không gian giữa máy đo tới vật thể cần đo có ảnh hưởng gì tới phép đo?

Khoảng cách giữa máy đo nhiệt độ bằng hồng ngoại và vật thể cần đo có thể ảnh hưởng đáng kể đến kết quả đo lường. Có hai yếu tố chính cần xem xét ở đây:

Tỷ lệ Khoảng cách đến Kích thước Điểm Đo (Distance-to-Spot Ratio – D:S): Mỗi máy đo nhiệt độ hồng ngoại có tỷ lệ D:S cụ thể, cho biết nó có thể đo chính xác nhiệt độ của một vùng nào đó từ một khoảng cách nhất định. Ví dụ, một máy có tỷ lệ D:S là 12:1 có thể đo chính xác nhiệt độ của một vùng 1 inch từ khoảng cách 12 inch. Khi khoảng cách tăng lên, kích thước điểm đo cũng tăng lên, làm giảm độ chính xác của phép đo.
Ảnh hưởng của Môi trường: Khi bức xạ hồng ngoại di chuyển từ vật thể đến cảm biến của máy đo, nó có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường như hơi nước, khói, bụi, hoặc các loại khí khác trong không khí. Điều này có thể làm méo kết quả đo lường, đặc biệt là ở những khoảng cách xa.

Do đó, để đảm bảo độ chính xác, người sử dụng cần xác định khoảng cách đo lường tối ưu dựa trên tỷ lệ D:S của máy đo và cần lưu ý đến các yếu tố môi trường có thể ảnh hưởng đến bức xạ hồng ngoại.

Có dùng nhiệt kế hồng ngoại để đo cho dung dịch được không?

Nhiệt kế hồng ngoại thường không phù hợp để đo nhiệt độ của dung dịch. Có một số lý do chính sau đây:

Bề mặt phản chiếu: Dung dịch, đặc biệt là khi chúng trong suốt hoặc bán trong suốt, có thể phản chiếu bức xạ hồng ngoại thay vì hấp thụ nó. Điều này có thể dẫn đến đọc sai nhiệt độ thực tế của dung dịch.
Độ sâu: Nhiệt kế hồng ngoại chỉ đo nhiệt độ của bề mặt mà chúng hướng vào. Trong trường hợp của dung dịch, nhiệt độ bề mặt có thể khác biệt so với nhiệt độ ở độ sâu lớn hơn bên trong dung dịch.
Tác động của Môi trường Xung Quanh: Yếu tố môi trường xung quanh như hơi nước hoặc sự thay đổi nhiệt độ không khí xung quanh có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo nhiệt độ dung dịch bằng nhiệt kế hồng ngoại.

Do đó, để đo nhiệt độ của dung dịch một cách chính xác, thường được khuyến nghị sử dụng các loại nhiệt kế tiếp xúc, như nhiệt kế thủy ngân, nhiệt kế điện tử với cảm biến tiếp xúc, hoặc các loại nhiệt kế chuyên dụng khác phù hợp với môi trường lỏng.

Dùng máy này đo nhiệt độ phả ra từ họng gió máy lạnh đúng hay sai?

Sai. Để giải thích một cách dễ hiểu cho người dùng về lý do tại sao nhiệt kế hồng ngoại không nên được sử dụng để đo nhiệt độ phòng hoặc nhiệt độ hơi lạnh phả ra từ máy lạnh, bạn có thể diễn đạt như sau:

“Nhiệt kế hồng ngoại đo nhiệt độ bằng cách phát hiện bức xạ hồng ngoại từ bề mặt vật thể. Khi sử dụng nó để đo hơi lạnh từ máy lạnh, chúng ta chỉ nhận được nhiệt độ của không khí gần miệng gió tại thời điểm đó, không phải nhiệt độ chung của không gian phòng. Hơn nữa, do không khí liên tục di chuyển và đối lưu, bức xạ hồng ngoại từ không khí có thể không ổn định, dẫn đến kết quả đo không chính xác. Do đó, nhiệt kế hồng ngoại không phù hợp để đo nhiệt độ không khí lạnh phả ra từ máy lạnh hoặc nhiệt độ tổng thể của một căn phòng.”

Với cách giải thích này, người dùng có thể hiểu rằng nhiệt kế hồng ngoại không thích hợp cho việc đo nhiệt độ không khí, do khả năng phản ánh không chính xác nhiệt độ thực tế của môi trường xung quanh.

Nhiệt độ bề mặt mà máy ghi nhận thể nhiệt giá trị trung bình trên toàn bộ không gian mà máy nhận được bức xạ hồng ngoại. Vậy kết quả đo ghi nhận phụ thuộc vào vùng diện tích bề mặc mà nó thấy. Thêm vào đó, không khí nhiễu động giữa máy và bề mặt đo cũng gây ra sai số của phép đo. Vậy người dùng máy cần lưu ý gì?

Khi sử dụng nhiệt kế hồng ngoại để đo nhiệt độ, người dùng cần lưu ý những điểm sau để đảm bảo độ chính xác của kết quả đo:

Hiểu về Tỷ lệ Khoảng cách đến Kích thước Điểm Đo (D:S Ratio): Nhiệt kế hồng ngoại đo nhiệt độ trung bình trên diện tích bề mặt mà nó “nhìn” thấy. Tỷ lệ D:S của thiết bị xác định kích thước của vùng đo từ một khoảng cách nhất định. Một tỷ lệ D:S cao hơn cho phép đo chính xác từ khoảng cách xa hơn, nhưng cũng làm tăng kích thước của vùng đo. Điều này cần được cân nhắc khi đo nhiệt độ để tránh lấy mẫu từ khu vực không mong muốn.
Nhiễu động Không khí: Điều này có thể gây ra sai số trong phép đo do sự thay đổi trong bức xạ hồng ngoại khi nó đi qua không khí nhiễu động, nhất là ở khoảng cách xa. Các yếu tố như hơi nước, bụi, khói, hoặc khí nóng có thể ảnh hưởng đến bức xạ, làm méo kết quả đo.
Tránh Phản Chiếu: Bề mặt phản chiếu có thể phản xạ bức xạ hồng ngoại từ các nguồn khác, làm sai lệch kết quả đo. Cần lưu ý khi đo trên các bề mặt bóng hoặc phản chiếu.
Kiểm tra và Hiệu chỉnh: Để đảm bảo độ chính xác, cần thường xuyên kiểm tra và hiệu chỉnh nhiệt kế hồng ngoại theo hướng dẫn của nhà sản xuất.
Lựa chọn Vị Trí Đo Hợp Lý: Chọn vị trí đo sao cho ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu động không khí và phản chiếu, và đảm bảo rằng kích thước vùng đo phù hợp với mục đích sử dụng.

Bằng cách hiểu rõ về những lưu ý này, người dùng có thể tối ưu hóa việc sử dụng nhiệt kế hồng ngoại và đạt được kết quả đo chính xác hơn.

Hệ số phát xạ của mỗi bề mặt là khác nhau. Vật chất khác sẽ có hệ số phát xạ khác. Thông thường máy đo nhiệt độ bằng hồng ngoại mặc định hệ số này là 0.95. Vậy cần lưu ý gì cho người dùng để sử dụng đúng thiết bị này?

Khi sử dụng nhiệt kế hồng ngoại, việc hiểu và tính toán hệ số phát xạ (emissivity) của bề mặt vật thể cần đo là rất quan trọng. Đây là những lưu ý cần thiết cho người dùng để sử dụng đúng cách thiết bị này:

Hiểu Hệ số Phát xạ: Hệ số phát xạ là một số từ 0 đến 1 mô tả khả năng của một bề mặt phát ra năng lượng hồng ngoại so với một bề mặt đen hoàn hảo (blackbody). Một số vật liệu có hệ số phát xạ cao (ví dụ, gần 1) như gỗ hoặc da, trong khi các vật liệu phản chiếu như kim loại có hệ số phát xạ thấp.
Mặc Định 0.95 Không Phù Hợp với Tất cả Bề mặt: Nhiều nhiệt kế hồng ngoại được cài đặt mặc định hệ số phát xạ là 0.95. Tuy nhiên, điều này không phù hợp với tất cả các loại bề mặt, đặc biệt là các bề mặt kim loại phản chiếu. Sử dụng hệ số phát xạ sai có thể dẫn đến kết quả đo không chính xác.
Điều chỉnh Hệ số Phát xạ nếu Có Thể: Một số nhiệt kế hồng ngoại cao cấp cho phép người dùng điều chỉnh hệ số phát xạ. Nếu thiết bị của bạn có khả năng này, hãy điều chỉnh hệ số phát xạ cho phù hợp với loại bề mặt bạn đang đo.
Tham khảo Bảng hệ số phát xạ: Sử dụng bảng hệ số phát xạ cho các loại vật liệu khác nhau như một hướng dẫn. Các bảng này thường có sẵn trong hướng dẫn sử dụng hoặc trên website của nhà sản xuất.
Xác Định Bề mặt Đúng: Đảm bảo rằng bạn đang đo nhiệt độ của bề mặt đúng, không bị nhiễu bởi các yếu tố phản chiếu hoặc môi trường xung quanh.

Bằng cách lưu ý đến những điểm trên, người dùng có thể sử dụng nhiệt kế hồng ngoại một cách chính xác và hiệu quả hơn.

Nhiều người dùng máy này như một vật dụng thần thông quảng đại có thể đo nhiệt độ mọi thứ, mọi không gian, mọi tình huống. Cứ gặp chỗ nào là đè vào bắn bắn, xiết cò để xem nhiêt độ ra sao. Thực chất, vùng bề mặt mà máy hướng tới thường có dạng hình elip và khoảng không gian giữa máy và bề mặt là một hình nón xoay với đáy là elip. Nhiệt độ ghi nhận là trị trung bình của cả không gian hình nón bao gồm cả nhiễu động không khí. Chưa kể đến hệ số phát xạ của vật thể. Gặp tình huống này thì phải giải thích sao cho họ hiểu?

Để giải thích cho những người dùng nhiệt kế hồng ngoại hiểu rõ về cách hoạt động và hạn chế của thiết bị này, bạn có thể nói như sau:

“Nhiệt kế hồng ngoại không phải là công cụ ‘thần thông quảng đại’ có thể đo nhiệt độ mọi thứ, mọi không gian, mọi tình huống một cách chính xác. Thực chất, khi bạn hướng nhiệt kế vào một điểm, khu vực mà nó đo không phải là một điểm nhỏ mà là một vùng hình elip, và nhiệt độ mà bạn nhìn thấy trên màn hình là trị trung bình của toàn bộ không gian hình nón mà nhiệt kế hướng tới, bao gồm cả không khí giữa máy đo và bề mặt.

Ngoài ra, hệ số phát xạ của vật thể cũng ảnh hưởng đến kết quả đo. Mỗi loại vật liệu có hệ số phát xạ khác nhau, và nhiệt kế hồng ngoại thường được cài đặt mặc định một hệ số phát xạ (thường là 0.95), có thể không phù hợp với tất cả các loại bề mặt. Do đó, kết quả đo có thể không chính xác nếu bề mặt đó có hệ số phát xạ khác.

Vì vậy, khi sử dụng nhiệt kế hồng ngoại, bạn cần lưu ý rằng kết quả đo có thể bị ảnh hưởng bởi kích thước của vùng đo, hệ số phát xạ của bề mặt, cũng như các yếu tố môi trường như nhiễu động không khí. Chính vì thế, để đạt được kết quả chính xác nhất, bạn cần hiểu rõ về cách hoạt động của thiết bị và cách sử dụng nó đúng cách trong từng tình huống cụ thể.”

Giải thích như vậy sẽ giúp người dùng hiểu rõ hơn về những giới hạn và yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo của nhiệt kế hồng ngoại, từ đó sử dụng thiết bị một cách phù hợp và hiệu quả hơn.

Gặp mấy thằng bố đời, nó không chịu hiểu thì phải làm sao?

Khi gặp người không dễ dàng chấp nhận thông tin hoặc hướng dẫn về cách sử dụng nhiệt kế hồng ngoại, bạn có thể thử những cách sau:

Sử dụng ví dụ cụ thể: Đưa ra ví dụ sinh động và dễ hiểu, như so sánh nhiệt độ đo được trên các bề mặt khác nhau hoặc trong các điều kiện môi trường khác nhau, để minh họa sự khác biệt do hệ số phát xạ và các yếu tố khác gây ra.
Thực hành thực tế: Đôi khi trải nghiệm thực tế có thể thuyết phục hơn lời nói. Bạn có thể thực hiện một số phép đo trực quan trước mặt họ để minh họa cách hoạt động của nhiệt kế hồng ngoại và giới hạn của nó.
Tài liệu hỗ trợ: Sử dụng tài liệu, hướng dẫn từ nhà sản xuất, hoặc các nguồn thông tin uy tín để chứng minh quan điểm của bạn.
Kiên nhẫn và lịch sự: Giữ thái độ kiên nhẫn và lịch sự, ngay cả khi bạn cảm thấy thất vọng. Đôi khi, việc duy trì một thái độ tích cực và không gây áp lực có thể mở cửa cho sự chấp nhận và hiểu biết.
Chấp nhận sự khác biệt: Nếu sau tất cả nỗ lực, họ vẫn không chịu hiểu hoặc chấp nhận, bạn có thể cần chấp nhận rằng không phải lúc nào bạn cũng có thể thuyết phục mọi người. Trong những trường hợp như vậy, quan trọng nhất là bạn đã cung cấp thông tin chính xác và hữu ích.

Nhớ rằng, mục tiêu của bạn là cung cấp thông tin chính xác và hữu ích, không phải thuyết phục mọi người bằng mọi giá. Đôi khi, sự hiểu biết và chấp nhận mất thời gian hơn bạn mong đợi.