เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรด
วัดอย่างไรให้แม่นยำ?
เข้าใจ Emissivity, D:S Ratio ระยะวัด และขนาดจุดวัด เพื่อหลีกเลี่ยงค่าที่คลาดเคลื่อนและเลือกเครื่องมือให้เหมาะกับหน้างาน
Infrared Thermometer เป็นเครื่องมือที่ช่วยตรวจวัดอุณหภูมิได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องสัมผัสพื้นผิว แต่ค่าที่แสดงอาจคลาดเคลื่อนได้ หากเลือกค่า Emissivity ไม่เหมาะสม อยู่ห่างจากเป้าหมายมากเกินไป หรือพื้นที่วัดครอบคลุมวัตถุอื่นร่วมด้วย
สิ่งที่ควรเข้าใจก่อนเริ่มวัด
- Infrared Thermometer วัดอุณหภูมิของ “พื้นผิว”
- เครื่องไม่ได้วัดอุณหภูมิภายในวัตถุ
- ไม่ควรนำค่าไปเทียบตรง ๆ กับโพรบแบบแทงหรือแบบสัมผัสโดยไม่เข้าใจวิธีวัด
- สภาพพื้นผิว ระยะวัด และมุมวัดล้วนมีผลต่อค่าที่ได้
Infrared Thermometer วัดค่าอะไร?
เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดรับพลังงานรังสีอินฟราเรดที่แผ่ออกจากพื้นผิวซึ่งอยู่ในขอบเขตการมองเห็นของเครื่อง แล้วนำสัญญาณนั้นมาคำนวณเป็นค่าอุณหภูมิ จึงเหมาะกับการตรวจสอบพื้นผิวที่ร้อน เย็น เคลื่อนที่ อยู่ไกล หรือไม่ควรสัมผัสโดยตรง
เครื่องไม่สามารถมองทะลุผนัง กระจก หรือฉนวนเพื่อวัดอุณหภูมิด้านในได้ หากเล็งผ่านกระจก ค่าที่แสดงอาจเป็นอุณหภูมิของกระจกเอง ขณะที่ไอน้ำ ฝุ่น ควัน และสิ่งกีดขวางระหว่างเครื่องกับเป้าหมายอาจรบกวนผลการวัดได้
ค่าที่เครื่องแสดง คือค่าอุณหภูมิของพื้นที่ผิวที่เครื่องมองเห็น ไม่ใช่อุณหภูมิภายในวัตถุ
Emissivity คืออะไร และทำไมจึงมีผลต่อความแม่นยำ?
Emissivity คือความสามารถของพื้นผิวในการแผ่รังสีความร้อน พื้นผิวแต่ละชนิดและแต่ละสภาพแผ่พลังงานได้ไม่เท่ากัน เครื่องจึงต้องอาศัยค่า Emissivity ที่เหมาะสมเพื่อคำนวณอุณหภูมิให้ใกล้เคียงความเป็นจริง
โลหะขัดเงา
มักมี Emissivity ต่ำและสะท้อนพลังงานจากสภาพแวดล้อมมาก จึงวัดได้ยาก
โลหะทาสี
ผิวเคลือบหรือผิวด้านช่วยลดการสะท้อน ทำให้วัดได้ง่ายขึ้น
ยาง พลาสติก อาหาร และผิวด้าน
โดยทั่วไปมี Emissivity สูงกว่าโลหะมันวาว แต่ยังต้องพิจารณาสภาพผิวจริง
น้ำแข็งหรือพื้นผิวเปียก
ต้องพิจารณาความชื้น การควบแน่น และสภาพพื้นผิวขณะวัด
ไม่ควรกำหนดค่า Emissivity ตายตัวให้วัสดุทุกชิ้น เพราะค่าจริงเปลี่ยนได้ตามความมันวาว ออกซิเดชัน สี การเคลือบ สภาพผิว และช่วงความยาวคลื่นของเครื่อง
การตั้งค่า Emissivity ไม่ตรงกับพื้นผิว อาจทำให้ค่าที่วัดได้สูงหรือต่ำกว่าความเป็นจริง
ทำไมพื้นผิวโลหะมันวาวหรือสะท้อนแสงจึงทำให้ค่าเพี้ยน?
โลหะมันวาวสามารถสะท้อนรังสีความร้อนจากคน เครื่องจักร ท่อร้อน หรือแหล่งความร้อนรอบข้างเข้าสู่เครื่องวัด ค่าที่เห็นจึงอาจรวมพลังงานสะท้อน ไม่ได้มาจากพื้นผิวเป้าหมายเพียงอย่างเดียว
แนวทางลดข้อผิดพลาด
- เลือกวัดบริเวณที่เป็นผิวด้านหรือทาสี
- ปรับค่า Emissivity หากรุ่นที่ใช้รองรับ
- เปรียบเทียบกับโพรบสัมผัสเมื่อจำเป็น
- รอให้เครื่องมือและพื้นผิวอยู่ในสภาวะคงที่
- หลีกเลี่ยงมุมที่สะท้อนแหล่งความร้อนโดยตรง
ไม่ควรติดเทปหรือวัสดุลงบนพื้นผิวที่มีอุณหภูมิสูงเกินข้อกำหนดของวัสดุนั้น
D:S Ratio คืออะไร?
D:S หรือ Distance-to-Spot Ratio คืออัตราส่วนระหว่างระยะห่างจากเครื่องถึงเป้าหมาย (D) กับเส้นผ่านศูนย์กลางของพื้นที่วัด (S) ยิ่งวัดไกล พื้นที่ที่เครื่องนำมาคำนวณก็ยิ่งกว้างขึ้น
ขนาด S
ตัวอย่าง D:S 12:1 หมายถึง ที่ระยะประมาณ 1,200 mm พื้นที่วัดมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100 mm ส่วนแสง Laser มีหน้าที่ช่วยชี้ตำแหน่ง ไม่ได้หมายความว่าเครื่องวัดเฉพาะจุดแสง Laser เท่านั้น
สูตรนี้ใช้เพื่อช่วยทำความเข้าใจและเลือกใช้งาน ควรตรวจสอบ Optical Diagram ใน Datasheet ของแต่ละรุ่นอีกครั้ง
เป้าหมายต้องใหญ่กว่าพื้นที่วัด
หากพื้นที่วัดกว้างกว่าเป้าหมาย เครื่องจะรับพลังงานจากพื้นหลังหรือวัตถุรอบข้างมาคำนวณร่วมด้วย ทำให้ค่าที่แสดงไม่ใช่อุณหภูมิของเป้าหมายล้วน ๆ
ถูกต้อง
จุดวัดอยู่ภายในเป้าหมายทั้งหมด และเป้าหมายมีขนาดใหญ่กว่าพื้นที่วัด
ไม่ถูกต้อง
จุดวัดครอบคลุมทั้งเป้าหมายและพื้นหลัง เพราะวัตถุเล็กเกินไปเมื่อเทียบกับระยะวัด
7 ขั้นตอนวัดอุณหภูมิอินฟราเรดให้แม่นยำ
- ตรวจสอบช่วงอุณหภูมิของเครื่อง
ให้ครอบคลุมอุณหภูมิที่คาดว่าจะพบในหน้างาน
- ตรวจสอบชนิดและสภาพพื้นผิว
พิจารณาความมันวาว สี การเคลือบ และความเปียกชื้น
- ตั้งค่า Emissivity ให้เหมาะสม
ดำเนินการเมื่อรุ่นที่ใช้รองรับการปรับค่า
- เลือกระยะวัดให้สัมพันธ์กับ D:S Ratio
ยิ่งอยู่ไกล จุดวัดยิ่งใหญ่ขึ้น
- ให้เป้าหมายใหญ่กว่าพื้นที่วัด
หลีกเลี่ยงไม่ให้พื้นหลังถูกรวมในการคำนวณ
- เลือกมุมที่ลดการสะท้อน
หลีกเลี่ยงแหล่งความร้อนที่อาจสะท้อนเข้าสู่เครื่อง
- วัดซ้ำและเปรียบเทียบ
สำหรับงานสำคัญ ควรตรวจสอบกับวิธีสัมผัสที่เหมาะสม
ข้อผิดพลาดที่ทำให้ Infrared Thermometer วัดค่าไม่ตรง
| สาเหตุ | ผลที่อาจเกิดขึ้น | วิธีตรวจสอบและแก้ไข |
|---|---|---|
| ตั้งค่า Emissivity ไม่เหมาะสม | ค่าสูงหรือต่ำกว่าความเป็นจริง | ตรวจสอบสภาพผิวและตั้งค่าตามคู่มือ |
| วัดโลหะมันวาว | รับรังสีสะท้อนจากรอบข้าง | เลือกผิวด้าน ลดมุมสะท้อน หรือเทียบกับโพรบสัมผัส |
| อยู่ห่างจากเป้าหมายมากเกินไป | พื้นที่วัดกว้างเกินเป้าหมาย | ขยับเข้าใกล้หรือใช้รุ่นที่มี D:S เหมาะสม |
| เป้าหมายเล็กกว่าพื้นที่วัด | ค่าปะปนกับพื้นหลัง | ให้เป้าหมายครอบคลุมพื้นที่วัดทั้งหมด |
| วัดผ่านกระจก | อาจได้อุณหภูมิของกระจก | วัดพื้นผิวเป้าหมายโดยตรง |
| มีไอน้ำ ฝุ่น หรือควัน | พลังงานจากเป้าหมายถูกรบกวน | ลดสิ่งกีดขวางหรือเปลี่ยนตำแหน่งวัด |
| อุณหภูมิแวดล้อมเปลี่ยนรวดเร็ว | เครื่องมือยังไม่สมดุลกับสภาพแวดล้อม | พักเครื่องให้ปรับตัวก่อนวัด |
| เล็งจากมุมที่เกิดการสะท้อน | อ่านค่าจากแหล่งความร้อนอื่นร่วมด้วย | เปลี่ยนมุมโดยคงความปลอดภัย |
| ช่วงอุณหภูมิหรือ D:S ไม่เหมาะกับงาน | วัดไม่ได้หรือพื้นที่วัดกว้างเกินไป | เลือกรุ่นจากช่วงวัด ระยะ และขนาดเป้าหมายร่วมกัน |
เปรียบเทียบ KIRAY 50, 100, 200 และ 300
เลือกรุ่นจากช่วงอุณหภูมิ ระยะวัด ขนาดเป้าหมาย และฟังก์ชันที่จำเป็น โดยข้อมูลต่อไปนี้สรุปจากหน้าผลิตภัณฑ์ KIRAY ของ S3P Trading
| รุ่น | ช่วงอุณหภูมิ | D:S Ratio | Response Time | Emissivity | จุดเด่น | เหมาะกับงาน |
|---|---|---|---|---|---|---|
| KIRAY 50 | -50 ถึง +380°C | 12:1 | น้อยกว่า 1 วินาที | 0.95 แบบ Fixed | ใช้งานง่าย | งานตรวจวัดพื้นผิวทั่วไป |
| KIRAY 100 | -50 ถึง +800°C | 20:1 | 150 ms | ปรับได้ 0.10–1.00 | Dual Laser, High/Low Alarm | งานที่ต้องการช่วงวัดสูงขึ้นและปรับ Emissivity |
| KIRAY 200 | -50 ถึง +850°C | 30:1 | น้อยกว่า 1 วินาที | ปรับได้ 0.10–1.00 | Memory 20 ค่า, รองรับ Thermocouple K Probe | งานที่ต้องการบันทึกค่าและตรวจแบบสัมผัสร่วมด้วย |
| KIRAY 300 | -50 ถึง +1850°C | 50:1 | 150 ms | ปรับได้ 0.10–1.00 | Memory 100 ค่า, Dual Laser, รองรับ Thermocouple K Probe | งานอุณหภูมิสูงและการวัดจากระยะไกลขึ้น |
คำถามที่พบบ่อย
ไม่ได้ เครื่องวัดรับพลังงานจากพื้นผิวที่มองเห็น จึงแสดงอุณหภูมิพื้นผิว ไม่ใช่อุณหภูมิภายในวัตถุ
โดยทั่วไปไม่ควร เพราะค่าที่ได้อาจเป็นอุณหภูมิของกระจกหรือได้รับผลจากคุณสมบัติของกระจก ควรวัดพื้นผิวเป้าหมายโดยตรง
ไม่ใช่ Laser ใช้ช่วยชี้ตำแหน่ง ส่วนพื้นที่วัดจริงมีขนาดตามระยะห่างและ D:S Ratio ของเครื่อง
โลหะมันวาวมี Emissivity ต่ำและสะท้อนพลังงานจากรอบข้างได้มาก ควรลดมุมสะท้อน ปรับ Emissivity เมื่อรองรับ หรือเปรียบเทียบกับโพรบสัมผัส
ไม่เสมอไป ควรเลือกให้สัมพันธ์กับระยะวัดและขนาดเป้าหมาย รวมถึงพิจารณาช่วงอุณหภูมิ Emissivity และฟังก์ชันอื่นที่งานต้องใช้
เลือกจากช่วงอุณหภูมิ ระยะห่าง ขนาดเป้าหมาย ลักษณะพื้นผิว และฟังก์ชันที่ต้องใช้ โดย KIRAY 50 เหมาะกับงานทั่วไป ส่วนรุ่น 100, 200 และ 300 รองรับช่วงวัด D:S และฟังก์ชันที่สูงขึ้นตามลำดับ
ไม่แน่ใจว่าระยะวัดและช่วงอุณหภูมิของคุณควรใช้ KIRAY รุ่นไหน?
ส่งช่วงอุณหภูมิ ระยะห่างจากเป้าหมาย ขนาดวัตถุ และลักษณะพื้นผิวให้ทีม S3P Trading ช่วยตรวจสอบรุ่นที่เหมาะสม