تب سنج یا دماسنج لیزری چیست؟ دماسنج‌های لیزری بر اساس اصل لیزر کار می‌کنند، وقتی هر ماده‌ای داغ است، این گرما را از تمام قسمت‌های خود ساطع می‌کند، بنابراین، مولکول‌های این ناحیه با سرعت بیشتری ارتعاش می‌کنند، دماسنج لیزری می‌تواند این افزایش سرعت را اندازه‌گیری کند که به انداره‌گیری دما می‌انجامد؟
فناوری دماسنج در طی زمان بسیار پیشرفت کرده است، دماسنج لیزری بر اساس اصل لیزر کار می‌کند، شکل دماسنج لیزری کم و بیش شبیه یک تفنگ است و منطقه‌ای وجود دارد که لیزر از آنجا ساطع می‌شود، دماسنج‌های مبتنی بر لیزر را دماسنجی‌های غیرلمسی نیز می‌نامند.
از آنجایی که هر جسم داغ مقدار مساوی تابش گرما را از تمام قسمت‌های خود ساطع می‌کند، دماسنج‌های لیزری را می‌توان در هر نقطه‌ای از سطح بدن قرار داد، صرف نظر از اینکه این نقطه واقعی در کجا قرار دارد، نتیجه قرائت دما تقریبا مشابه است. در این مقاله، بررسی می‌کنیم که دماسنج یا تب سنج لیزری چیست؟ و چه مزایا و معایبی دارد.
با ما همراه باشید.
مزایای تب سنج یا دماسنج لیزری چیست؟
در واقع این دماسنج‌ها نیازی به تماس با جسمی که دمای آن باید اندازه گیری شود ندارند، دماسنج‌های لیزری می‌توانند دما را از یک فاصله دور اندازه گیری کنند و فقط لازم است که مسیر لیزر مسدود نشود. نتایج این کار آنی است و فواید زیادی دارد. مخصوصا هنگام ایجاد دماسنج‌های بالینی برای نوزادان، با استفاده از دماسنج‌هایی که بر اساس لیزر کار می‌کنند، دیگر لازم نیست دماسنج را روی بدن بیمار قرار دهید و یک دقیقه منتظر بمانید.
همه این دماسنج‌ها دیجیتالی هستند که این امر قرائت دما از آنها را بسیار آسان‌تر می‌کند. دماسنج‌های مبتنی بر فناوری لیزری بر اساس این مفهوم ساده فیزیک کار می‌کنند که در آن مولکول‌های ماده دائما در حال حرکت هستند تا دمایی را ایجاد کنند که با استفاده از دماسنج‌های لیزری ثبت می‌شود. دماسنج لیزری با استفاده از ویژگی مادون قرمز می‌تواند انرژی مادون قرمز جسم مورد نظر را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کند تا آنها را در واحدهای دما نمایش دهد. هیچ تماس فیزیکی با هدف دماسنج لیزری که در فاصله دور نگه داشته شده است وجود ندارد. در نهایت یک نمایشگر دیجیتالی دمای جسم مورد نظر را بر روی پنل LED بر حسب درجه سانتی‌گراد یا فارنهایت نشان می‌دهد.
از فناوری لیزر همانطور که در دماسنج‌های مادون قرمز است می‌شود، به طور گسترده در کلینیک‌ها و بیمارستان‌ها نیز استفاده می‌شود. از تب‌سنج‌های لیزری برای گرفتن دمای بدن بیماران بدون هیچ گونه تماس فیزیکی استفاده می‌شود که این امر از درجه ایمنی بیشتری به ویژه در مورد بیماری‌های واگیر برخوردار است.
از دماسنج‌های لیزری در اندازه‌گیری دما برای غذاهایی که قرار است سرو شود استفاده می‌شود که این از دماسنج‌ها به عنوان دماسنج آشپزی شناخته می‌شوند، دماسنج آشپزی مادون قرمز توسط سرآشپزهایی استفاده می‌شود که در مورد دمای مناسب غذا پیش از صرف شدن توسط مشتری، بسیار دقت می‌کنند.
دماسنج‌های لیزری در صنایع مختلف بر روی نشت گرما نیز استفاده می‌شوند، آنها دستگاه‌های بسیار مفیدی برای اطمینان از ایمنی در محل کار در محیط‌های تولیدی پرخطر در طی مراحل مختلف تولید هستند، آنها می‌توانند به سرپرستان در مورد خطرات قریب الوقوع کار با ماشین آلات سنگین هشدار دهند. به این ترتیب که پیش از ذوب یا خراب شدن، بیش از حد گرم می‌شوند. دماسنج دیجیتال لیزری به عنوان دماسنج لیزری غیر تماسی شناخته می‌شود زیرا می‌تواند بدون تماس با جسم یا موضوع، قرائت دقیق را ارائه دهد، باید مطمئن شوید که در مسیر دماسنج و ماده‌ای که قرار است دمای آن گرفته شود، مانعی وجود نداشته باشد.
لازم نیست دماسنج را در محل خاصی از ماده قرار دهید، دماسنج غیر تماسی خوانش دقیق جسم را از طریق تشعشعاتی که توسط جسم منتشر می‌شود ثبت می‌کند و طیف گسترده‌ای از دماسنج‌های لیزری در بازار موجود است. اگر بیشتر اوقات در حال سفر هستید، دماسنج لیزری مادون قرمز برای شما بهترین گزینه است، دماسنج دیجیتال لیزری برای اندازه گیری دمای بدن نوزادان و اهداف مختلف پزشکی استفاده می‌شود و می‌تواند به آتش‌نشانان در مورد مرتبه سوختگی احتمالی کمک کند.
دماسنج لیزری برای متخصصان برق یا مکانیک نیز بسیار مفید است، آنها می‌توانند برای تعیین محل داغ روی برد مدار الکتریکی یا تجهیزات مکانیکی استفاده شوند. دماسنج‌های لیزری بهترین ابزار اندازه‌گیری برای محققان و دانشمندان هستند زیرا به انجام آزمایش‌های علمی خاصی کمک می‌کنند، می‌توان از آنها در صنایع برای تعیین نشت گرما استفاده کرد و اسکن معمولی دماسنج لیزری می‌تواند ایمنی محل را تضمین کند. دماسنج‌های لیزری در اندازه گیری دمای بدن به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند، بخ خصوص به شکل دماسنج‌های گوشی که در تعیین دمای بدن نوزادان کاربرد دارند.
معایب تب سنج یا دماسنج لیزری چیست؟
حساسیت به نور تنها عیب دماسنج‌های لیزری است، اما در صورت رعایت احتیاط در حین اندازه‌گیری دمای مربوط به ماده، می‌توان این مشکل را حل کرد. اگر دماسنج لیزری بدون هیچ مانعی به سمت جسم درست هدایت شود، می‌توان دمای واقعی یا دقیق را به دست آورد، اما اگر به درستی به کار برده نشود، می‌تواند به راحتی خوانش‌های دمایی نادرست یا اشتباه را حاصل کند.
دماسنج‌های لیزری اساسا با استفاده از اصل لیزر کار می‌کنند، یک ماده سرد یا گرم مقدار معینی گرما را ساطع می‌کند، تشعشعات نادرست را می‌توان دریافت و نتایج فاجعه‌باری می‌تواند اتفاق بیفتد، به‌ویژه زمانی که صحبت از جان انسان‌ها در میان باشد. یکی دیگر از معایب دماسنج‌های لیزری تاثیر محیط اطراف بر عملکرد دماسنج است، جسم داغ تشعشع گرمایی را منتشر می‌کند که می‌تواند توسط دماسنج لیزری دریافت شود، بنابراین، اگر اجسام زیادی در اطراف جسم مورد نظر وجود داشته باشد، خوانش دما ممکن است نادرست باشد. مسیر پرتو لیزر را به جز نقطه قرمز روی سطحی که لیزر روی آن می‌افتد نمی‌توان مشاهده کرد. همچنین لرزش زیاد دست نیز می‌توان خوانش دما را با خطا مواجه کند.
دماسنج‌های لیزری چگونه کار می‌کنند؟
برای درک چگونگی عملکرد یک دماسنج مادون قرمز، ابتدا باید تابش مادون قرمز را درک کنید. در هر دماسنج لیزری، نحوه عملکرد آن، به اشعه مادون قرمز موجود برای اندازه گیری و تبدیل آن به دما بستگی دارد.
اشعه مادون قرمز
همه اجسام تابش مادون قرمز ساطع می‌کنند مگر اینکه دمای آنها صفر مطلق باشد. وقتی جسم یا موجودی در دمای صفر مطلق نباشد اتم‌هایش به اطراف حرکت می‌کنند. هر چه حرکت بیشتر در اتم‌های یک جسم اتفاق بیفتد، دمای آن بالاتر خواهد بود. انرژی ساطع شده از حرکت اتم‌ها تابش مادون قرمز است.
ما نمی‌توانیم تابش مادون قرمز را با چشم غیرمسلح ببینیم، زیرا طول موج آن در طیف مرئی قابل مشاهده توسط چشم ما نیست، اما می‌توانیم آن را به صورت گرما احساس کنیم. خورشید احتمالا بزرگترین منبع تابش مادون قرمز است که ما روی زمین تجربه می‌کنیم و همچنین قوی‌ترین منبع گرما است.
اگر چیزی از دمای مشخصی بالاتر رود، به طیف مرئی «پرش» می‌کند. یک قطعه فلز قرمز داغ نمونه‌ای از پرش گرمای مادون قرمز به طیف مرئی است. این امر ناشی از ارتعاشات حرارتی است که به صورت فوتون آزاد می‌شوند. نور رشته‌ای در حدود ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد منتشر می‌شود و کاری می‌کند که جسم به معنای واقعی کلمه به سبب گرما بدرخشد.
تب سنج لیزری پیشانی مادون قرمز چگونه کار می‌کند؟
این انرژی مادون قرمز است که دماسنج‌های مادون قرمز برای تعیین دمای یک جسم از ان کمک می‌گیرند. دماسنج‌های مادون قرمز از یک لنز برای تمرکز انرژی مادون قرمز ساطع شده توسط یک جسم بر روی آشکارسازی به نام ترموپیل در داخل دستگاه استفاده می‌کنند.
بنابراین، ترموپیل وظیفه تبدیل انرژی مادون قرمز به دمایی را دارد که ما می‌توانیم آن را درک کنیم. ترموپیل از ترموکوپل‌ها (دو سیم غیر مشابه که برای تشکیل یک اتصال به هم وصل شده‌اند) تشکیل شده است که وقتی گرم یا سرد می‌شوند ولتاژ یا برق تولید می‌کنند. ولتاژ خروجی متناسب برای تعیین دما استفاده می‌شود که سپس بر روی صفحه نمایش LED روی دستگاه نمایش داده می‌شود. این فرآیند در عرض چند ثانیه یا کمتر اتفاق می‌افتد. برخی دماسنج‌های غیر تماسی می‌توانند در حدود یک ثانیه قرائت دما را انجام دهند، که آنها را به انتخاب خوبی برای محیط‌های شلوغ تبدیل می‌کند.
محدوده دمای دماسنج مادون قرمز
اینکه دماسنج لیزری چگونه کار می‌کند برای دانستن اینکه چه زمانی در محل کار نیاز به استفاده از آن دارید مفید است، اما در چه محدوده دمایی می‌توان از آن استفاده کرد؟ محدوده دمایی دماسنج مادون قرمز بسته به کاربرد اصلی آن متفاوت خواهد بود. دماسنج‌های کترینگ باید دمای زیر ۱۵- درجه سانتی‌گراد را اندازه گیری کنند. دماسنج‌های پزشکی نیازی به اندازه‌گیری چنین محدوده شدیدی ندارند.
مثلا دماسنج غیر تماسی برکام دارای محدوده دمایی ۳۲ تا ۴۳ درجه سانتی‌گراد است که فضای بافر قابل توجهی را در دو انتهای طیف برای اندازه‌گیری دمای بدن انسان ارائه می‌دهد. زیرا وضعیت تهدیدکننده زندگی‌ای به نام هایپرترمی در حدود ۴۰ درجه سانتی‌گراد رخ می‌دهد و هیپوترمی نیز تاثیر خود بر مغز را از حدود دمای ۳۲ درجه سانتی‌گراد آغاز می‌کند.
دقت یک دماسنج غیرتماسی نیز تحت تأثیر مکانی قرار می‌گیرد که دما در محدوده قابل خواندن خود قرار می‌گیرد. به همین دلیل است که دماسنج‌های انسانی برای حیوانات مناسب نیستند و دماسنج‌های کترینگ برای انسان‌ها دقت مناسبی ندارند.
جمع‌بندی
در این مقاله با نحوه عملکرد دماسنج یا تب سنج لیزری، مزایا و معایب آن و همچنین نحوه عملکرد آنها آشنا شدیم.
منابع: Online-Sciences، SteroPlast
