مقالة للست نرجس جاسم عماره <br /><br />بداية، لنذكر بعض حسنات مقاييس IR:<br /><br />تقيس درجة الحرارة عن بعد، فلا داعي أن يحدث تماس بين المقياس والهدف المُراد فحصه، وبذلك نضمن السلامة إذا كان الهدف المُراد فحصه خطراً (كالمولّدات الكهربائية).<br />تقيس درجة حرارة الأجسام المتحرّكة.<br />تمتاز بسرعة القياس.<br />تقيس درجات الحرارة المرتفعة (فوق 1300˚C).<br />لا تؤذي الأجسام المُراد فحصها.<br />ولكن الأمر ليس بهذه البساطة، إذ يتوجّب علينا فهم آلية عمل هذه الأجهزة للحصول على قراءات دقيقة.<br /><br />■ المبدأ:<br /><br />تنبعث الأشعة الكهرومغناطيسية من كل جسم له درجة حرارة أعلى من الصفر المطلق (-273.15˚C)، تمثّل الأشعة تحت الحمراء جزءاً من الأشعة المنطلقة وتتوافق كميتها مع درجة حرارة الجسم.<br /><br />يعود سبب انبعاث الأشعة تحت الحمراء إلى الحركة الداخلية للجزيئات. لا يمكن رؤية الأشعة تحت الحمراء بالعين المجرّدة إذ تتراوح أطوال موجاتها بين 0.78 و1000 ميكرومتر، ولكن عند ارتفاع درجة الحرارة ستنطلق بعض الأشعة المرئية (كالاحمرار الذي نشاهده على القضبان الحديدية المسخّنة).<br />عملياً، فإن مقاييس IR تقوم بكشف الأشعة تحت الحمراء التي تقلّ أطوال موجاتها عن 14 ميكرومتر (بسبب صغر طاقة الأمواج التي يزيد طولها عن ذلك بحيث لا يتأثر كاشف المقياس بها). للمزيد عن مجالات الأطوال المثالية: راجع فقرة الوسط المحيط.<br /><br />بعد معالجة الإشارة الكهربائية التي يولّدها كاشف المقياس ستظهر لدينا درجة الحرارة المُقاسة.<br /><br />كما هو واضح، فإن الطاقة الواصلة إلى المقياس لا تقتصر على الطاقة المنبعثة وإنما تشمل الطاقة المنعكسة والطاقة النافذة.<br /><br />ولكن، هل لكل المواد نفس القدرة على تحرير الإشعاعات؟ الجواب: لا.<br /><br />لذلك قبل البدء باستخدام مقاييس IR، علينا معرفة انبعاثية المادة المُراد قياس درجة حرارتها.<br /><br />■ الانبعاثية:<br /><br />في حالتنا، تُعرّف الانبعاثية Emissivity بمدى قدرة المادة على تحرير الأشعة تحت الحمراء، وتساوي نسبة (الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من المادة المدروسة) إلى (الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الجسم الأسود) وذلك عند نفس درجة الحرارة ونفس طول الموجة المنبعثة. يُرمز للانبعاثية بـ ε.<br /><br />يُعرّف الجسم الأسود Black Body بأنه جسم مثالي له القدرة على امتصاص كل الأشعة الساقطة عليه وينبعث عنه الحدّ الأعظمي من الطاقة الممكنة بغض النظر عن أطوال الموجات المنبعثة ( = 1ε).<br /><br />هناك عدّة طرق لتحديد انبعاثية المواد المُراد قياس درجة حرارتها.<br /><br />عملياً، يمكننا مراجعة عدّة جداول تتضمّن انبعاثية أهم المواد الشائعة؛ ولكن يجب الانتباه أن هذه الجداول غير دقيقة دائماً وتُستعمل كمُرشد عام خصوصاً في حالة الفلزات (تؤثر حالة الفلز جداً على قيم الانبعاثية كأن يكون الفلز ملمّعاً أو متأكسداً).<br /><br />تذكّر: تختلف الانبعاثية باختلاف درجات الحرارة وباختلاف أطوال الموجات المنبعثة، ويؤثّر الوسط المحيط بشكل لا يمكن تجاهله. قبل استعمال مقاييس IR: يجب التأكد من قيمتي “الانبعاثية” و”مجال أطوال الموجات التي يكشفها المقياس”.