تحقیق بررسی مبانی و اهمیت گرمادهی مادون قرمز

تحقیق بررسی مبانی و اهمیت گرمادهی مادون قرمز در 16 صفحه ورد قابل ویرایش 

مبانی و اهمیت گرمادهی مادون قرمز

 مقدمه :

 در دنیای فرآوری مواد ، حرارت ودما ، پارامترهای مهمی هستند چه مواد فولاد ، شیشه ، وسایل الكترونیكی ، مقوا ، غذای منجمد ، تایر و یا كاغذ باشند ، در مرحله ای از فرآیند تولید ، حرارت داده می شوند یا از آنها گرفته می شود .كنترل این فرآیند حرارت دهی و دمای ماده ، برروی كیفیت محصول ، مصرف انرژی ، محصول نهایی مخارج عملیات وبهره وری تأثیر می گذارند .

 كنترل نكردن دما ، اغلب قربانی كردن یكی از عوامل فرآیند تولید را باعث می شود . متعاقباً ، كنترل كردن دما ، و این عوامل فرآیندی برای حداكثر كردن اجرای هر گونه عملیات فرآوری مواد لازم و حقیقی هستند . با در نظر گرفتن مصرف انرژی بدون كنترل دما ، این امر باعث بیش از حد گرم كردن مواد می شود . تا مطمئن شویم كه خواص محصول بدست آمده  است و بر پایة یك  توازن گرمایی عادی كه عوامل تجهیزاتی و فرآوری برروی كارآیی عملیات تأثیر می گذارند ، مبلغ قابل توجهی برای بیش از حد گرم كردن پرداخت می شود . همانطوری كه ذكر شد 5% یا F° 100 افزایش نسبت به گرمای مورد نیاز باعث كاهش 17%در انرژی می شود در یك كارخانة فولاد یا شیشه ، این رقم معادل میلیونها دلار در سال در زمینة مخارج سوخت می شود در دماهای كمتر ، كاهش های گرمایی كمتر احساس می شوند ولی آنها نیز قابل اندازه گیری و چشمگیر هستند . مورد دیگر كاركردن بدون كنترل دما ، شامل فرآوری مواد در دماهای كمتر است تا مطمئن شویم كه نتایج مناسبی بدست می آوریم .

 در عمل ریخته گری آلومینیوم ، كه در گذشته اندازه گیری دقیق دما امكان پذیر نبود ، فشارها در سرعتهای  بسیارپایین انجام می گرفت تا خواص آلومینیوم حفظ شود  و مقدار دور ریز مواد به حداقل برسد .در حال حاضر، با تكنولوژی مادون قرمز از حرارت غیر تماسی استفاده می شود تا كارایی بیشتر شده و دور ریز مواد زائد نیز حذف می وشد . این توانایی در اندازه گیری دقیق حرارت در هنگام عمل فشار و نیز عمل ریخته گری باعث مهندسی مجدد فرآیند شده و ریخته گری آلومینیوم را به یك سطح جدید اجرایی رسانده است كه در آن از كنترل فرآیند و اوتاسیون استفاده می شود . منافعی كه در هر فشار نصیب ریخته گران آلومینیوم می شود ، به میلیونها دلار می رد و این با افزایش 30 تا 50 درصدی ظرفیت پذیرش وحذف دورریز محصول امكان پذیر شده است  از یك منظر سرمایه گذاری كلان این ظرفیت پذیرش اضافه شده ، همچنین باعث به تأخیر انداختن سرمایه گذاریهای كلان در شیوه های پرس جدید شده كه تحت استانداردهای قدیمی امكان انجام 3 پرس را با ظرفیت 4 را داراست .

این تنها یك مثال از آن چیزی است كه امروزه مردم برای كسب سود رقابتی بیشتر در بازارهای جهانی با استفاده از كنترل اندازه گیری حرارت مادون قرمز انجام می دهند . در نگاه اول ، برخی مردم ، ترمومتری را كاری بسیار پرهزینه و پیچیده می بینند كه شامل نصب و نگهداری آن می شود گرچه این باوری غلط است و این حسگرها به آسانی قابل نصب و كاربرد می باشند . و نسبت به منافع سرمایه گذاری پرهزینه و گران نمی باشند . بطور میانگین باز پس دهی سرمایه بین 2 روز تا 2 ماه تخمین زده شده است. منافع ترمومترهای مادون قرمز در مقایسه با دیگر تكنولوژیهای اندازه گیری دما به شرح ذیل می باشند .:

• دقت بهتر ، زیرا آنها دمای هدف را اندازه می گیرند ( در مقابل دمای خودش )
• بكارگیری منعطف : زیرا قابلیهای غیر تماسی آن را می توان برای اندازه گیری اهداف متحرك و متناوب ، مواد در خلاء خو میدانهای الكتریكی و همچنین كاربردهایی شامل محیطهای دشوار با دمای زیاد وشرایط سخت (‌دود ، روغن و دیگر موانع )بكاربرد
• واكنش به موقع : با حسگرهای سریع این عمل انجام می شود ( 10 تا 500ms)
• برای درك پتانسیل صحیح امكانات حسگرهای مادون قرمز ، بهتر است این حسگرها را به عنوان راه حلی برای یك مسأله و نه تنها یك وسیله اندازه گیری دما در نظر بگیریم . بخشهای ذیل ، مبانی ترمومتری مادون قرمز و انواع مختلف حسگرها و كاربردهای آنها را توضیح می دهد . هدف ، تهیة یك پیش زمینه و اطلاعات لازم برای انتخاب صحیح و به كاربردن حسگرهایی است كه با نیازهایی كه ما در كار با آنها داریم بیشتر وفق داشته باشند.

شروع كردن :

 برای شروع یك برآورد با استفاده از ترمومتری مادون قرمز ، بنا نهادن اهداف مشخص برای بهتر كردن فرآیند عملیات و تحلیل مقدار و اندزاة‌ حرارت نسبت به آن اشیاء بسیار مهم می باشد این فوائد می توانند به شكل ذخیره های قابل اندازه گیری هادی باشند

 كه بر اساس افزایش ظرفیت پذیرش ، كاهش مقادیر دور ریز ، كیفیت بهتر و پایدارتر ، دخیره و صرفه جویی انرژی و استفاده بهتر از تجهیزات اصلی بوجودمی آیند این پروژه ها باید برای مككل شدن مهندسی مجدد بررسی شده و كمك كنند تا جمع آوری داده های محصول برای كنترل آماری پروسه (SPC) و یا برای گواهینامه ISO9000 امكان پذیر شوند

 در زمینه‌ انتخاب یك ساختار حسگر ، تعداد زیادی از جنبه های طراحی و خصوصیتی وجود دارند كه برای ساده كردن حسگرها استفاده می شوند تا درهر عملیاتی بكار گرفته شوند . متعاقباً انتخاب مایحتاج مناسب برای عملیات برای ایجاد بهترین راه حل مهم می باشد .

چك لیستی برای مشخص كردن مایحتاج عملیات را به شكل ذیل مختصر نویسی كنیم.

• موادی كه باید اندزاه گیری شوند
•  دمای معمولی عملیات و محدودیتها
•  نوع منبع حرارت، اندازه شی و محدودیتهای فاصله كاری
•  جوزه و میدان سیستم كه شامل ثبت داده ها ، كنترلها ، PLC ها می باشند
•  با توجه به خصوصیات اجرایی ، دقت تنظیم در محدودة 5/0 تا 0/1 درصد می باشد در حالی كه تكرار پذیری اندازه گیری های دمای اكثر حسگرها در محدودة 25/0 تا 75/0 درصد است كه زمان پاسخ معمولاً پایین تر از 0/1 ثانیه است  وقابل تنظیم تا 5 تا 10 ثانیه می باشدقیمت هر حسگر تقریباً بین 500 تا 7000 دلار می باشد ولی در اكثر كاربردها این مبلغ نباید بعنوان یك مشكل دیده شود و آن شاید به خاطر آن باشد كه دورة‌باز پرداخت كوتاه باشد واین امر بخاطر تركیب و نصب درست سیستمها می باشد.