top of page

معدات الاختبار الحراري والأشعة تحت الحمراء

معدات الاختبار الحراري والأشعة تحت الحمراء

من بين many THERMAL ANALYSIS EQUIPMENT ، نركز اهتمامنا على الأجهزة المشهورة في الصناعة ، وهي:  DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY (التحليل الإحصائي). - التحليل الميكانيكي (TMA) ، قياس المسافات ، التحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA) ، التحليل الحراري التفاضلي (DTA). تتضمن معدات الاختبار الخاصة بنا بالأشعة تحت الحمراء أجهزة التصوير الحراري ، وأجهزة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء ، والكاميرات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء.

 

بعض تطبيقات أجهزة التصوير الحراري لدينا هي فحص النظام الكهربائي والميكانيكي ، وفحص المكونات الإلكترونية ، وأضرار التآكل وترقيق المعادن ، واكتشاف الخلل.

CALORIMETERS المسح التفاضلي (DSC)  : تقنية يتم فيها قياس الاختلاف في كمية الحرارة المطلوبة لزيادة درجة حرارة العينة والمرجع كدالة لدرجة الحرارة. يتم الاحتفاظ بكل من العينة والمرجع عند نفس درجة الحرارة تقريبًا طوال التجربة. تم إنشاء برنامج درجة الحرارة لتحليل DSC بحيث تزداد درجة حرارة حامل العينة خطيًا كدالة للوقت. تحتوي العينة المرجعية على سعة حرارية محددة جيدًا على مدى درجات الحرارة المراد مسحها ضوئيًا. توفر تجارب DSC نتيجة لذلك منحنى تدفق الحرارة مقابل درجة الحرارة أو مقابل الوقت. كثيرًا ما تستخدم المسعرات ذات المسح التفاضلي لدراسة ما يحدث للبوليمرات عند تسخينها. يمكن دراسة التحولات الحرارية للبوليمر باستخدام هذه التقنية. التحولات الحرارية هي التغييرات التي تحدث في البوليمر عند تسخينها. مثال على ذلك ذوبان بوليمر بلوري. يعتبر التزجج أيضًا انتقالًا حراريًا. يتم إجراء التحليل الحراري DSC لتحديد تغييرات الطور الحراري ، ودرجة حرارة انتقال الزجاج الحراري (Tg) ، ودرجات حرارة الذوبان البلوري ، والتأثيرات الماص للحرارة ، والتأثيرات الطاردة للحرارة ، والاستقرار الحراري ، واستقرار الصياغة الحرارية ، وثبات الأكسدة ، والظواهر الانتقالية ، وهياكل الحالة الصلبة. يحدد تحليل DSC درجة حرارة انتقال الزجاج Tg ، ودرجة الحرارة التي تنتقل عندها البوليمرات غير المتبلورة أو الجزء غير المتبلور من البوليمر البلوري من حالة هشاشة صلبة إلى حالة مطاطية ناعمة ، ونقطة الانصهار ، ودرجة الحرارة التي يذوب عندها بوليمر بلوري ، ويمتص Hm الطاقة (جول / جرام) ، كمية الطاقة التي تمتصها العينة عند الذوبان ، نقطة التبلور Tc ، درجة الحرارة التي يتبلور عندها البوليمر عند التسخين أو التبريد ، طاقة Hc المطلقة (جول / جرام) ، كمية الطاقة التي تطلقها العينة عند التبلور. يمكن استخدام المسعرات للمسح التفاضلي لتحديد الخواص الحرارية للبلاستيك ، والمواد اللاصقة ، ومانعات التسرب ، والسبائك المعدنية ، والمواد الصيدلانية ، والشموع ، والأطعمة ، والزيوت ومواد التشحيم والمحفزات ... إلخ.

أجهزة التحليل الحراري التفاضلية (DTA): تقنية بديلة لـ DSC. في هذه التقنية ، يظل تدفق الحرارة إلى العينة والمرجع كما هو بدلاً من درجة الحرارة. عندما يتم تسخين العينة والمرجع بشكل متماثل ، تتسبب تغيرات الطور والعمليات الحرارية الأخرى في اختلاف درجة الحرارة بين العينة والمرجع. يقيس DSC الطاقة المطلوبة للحفاظ على كل من المرجع والعينة في نفس درجة الحرارة بينما يقيس DTA الفرق في درجة الحرارة بين العينة والمرجع عندما يتم وضعهما تحت نفس الحرارة. لذا فهي تقنيات متشابهة.

محلل ميكانيكي حراري (TMA)  : يكشف التحليل الحراري الميكانيكي (TMA) عن التغيير في أبعاد العينة كدالة لدرجة الحرارة. يمكن للمرء أن يعتبر التحليل الحراري الميكانيكي (TMA) ميكرومترًا شديد الحساسية. يُعد TMA جهازًا يسمح بقياسات دقيقة للموضع ويمكن معايرته وفقًا للمعايير المعروفة. يحيط بالعينات نظام للتحكم في درجة الحرارة يتكون من فرن ومشتت حراري ومزدوجة حرارية. تحتوي تركيبات الكوارتز ، أو Invar ، أو السيراميك على العينات أثناء الاختبارات. تسجل قياسات التحليل الحراري الميكانيكي (TMA) التغييرات الناتجة عن التغيرات في الحجم الحر للبوليمر. التغييرات في الحجم الحر هي تغيرات حجمية في البوليمر ناتجة عن امتصاص أو إطلاق الحرارة المرتبطة بهذا التغيير ؛ فقدان التيبس. زيادة التدفق أو عن طريق تغيير وقت الاسترخاء. من المعروف أن الحجم الحر للبوليمر مرتبط بمرونة اللزوجة ، والشيخوخة ، والاختراق بواسطة المذيبات ، وخصائص التأثير. تتوافق درجة حرارة التزجج Tg في البوليمر مع تمدد الحجم الحر مما يسمح بحركة أكبر للسلسلة فوق هذا الانتقال. يُنظر إليه على أنه انعطاف أو انحناء في منحنى التمدد الحراري ، ويمكن رؤية هذا التغيير في التحليل الحراري الميكانيكي (TMA) ليغطي نطاقًا من درجات الحرارة. يتم حساب درجة حرارة التزجج Tg بطريقة متفق عليها. لا يُشاهد الاتفاق التام على الفور في قيمة Tg عند مقارنة الطرق المختلفة ، ولكن إذا درسنا بعناية الطرق المتفق عليها في تحديد قيم Tg ، فإننا نفهم أن هناك اتفاقًا جيدًا بالفعل. إلى جانب قيمته المطلقة ، يعد عرض Tg أيضًا مؤشرًا على التغيرات في المادة. التحليل الحراري الميكانيكي (TMA) هو أسلوب بسيط نسبيًا يتم تنفيذه. غالبًا ما يستخدم التحليل الحراري الميكانيكي (TMA) لقياس Tg لمواد مثل البوليمرات الحرارية شديدة الارتباط التي يصعب استخدام مقياس المسعر التفاضلي (DSC) من أجلها. بالإضافة إلى Tg ، يتم الحصول على معامل التمدد الحراري (CTE) من التحليل الحراري الميكانيكي. يتم حساب CTE من الأقسام الخطية لمنحنيات التحليل الحراري الميكانيكي (TMA). النتيجة المفيدة الأخرى التي يمكن أن يوفرها التحليل الحراري الميكانيكي (TMA) هي اكتشاف اتجاه البلورات أو الألياف. قد تحتوي المواد المركبة على ثلاثة معاملات تمدد حراري مميزة في اتجاهات x و y و z. من خلال تسجيل CTE في اتجاهات x و y و z ، يمكن للمرء أن يفهم اتجاه الألياف أو البلورات في الغالب. لقياس التمدد بالجملة للمادة ، يمكن استخدام تقنية تسمى DILATOMETRY . يتم غمر العينة في سائل مثل زيت السيليكون أو مسحوق Al2O3 في مقياس التوسيع ، ويتم تشغيله من خلال دورة درجة الحرارة ويتم تحويل الامتدادات في جميع الاتجاهات إلى حركة عمودية يتم قياسها بواسطة TMA. أجهزة التحليل الحرارية الميكانيكية الحديثة تجعل هذا الأمر سهلاً للمستخدمين. في حالة استخدام سائل نقي ، يتم ملء مقياس التمدد بهذا السائل بدلاً من زيت السيليكون أو أكسيد الألومينا. باستخدام التحليل الحراري الميكانيكي (TMA) الماسي ، يمكن للمستخدمين تشغيل منحنيات إجهاد الإجهاد ، وتجارب استرخاء الإجهاد ، والتعافي من الزحف ، ومسح درجة الحرارة الميكانيكية الديناميكية. يعتبر التحليل الحراري الميكانيكي (TMA) من معدات الاختبار التي لا غنى عنها للصناعة والبحث.

أجهزة التحليل الحراري الوزني (TGA)  : التحليل الحراري الوزني هو تقنية يتم فيها مراقبة كتلة مادة أو عينة كدالة لدرجة الحرارة أو الوقت. تخضع عينة العينة لبرنامج درجة حرارة متحكم فيه في جو متحكم فيه. يقيس التحليل الحراري الوزني (TGA) وزن العينة عند تسخينها أو تبريدها في فرنها. تتكون أداة التحليل الحراري الوزني (TGA) من وعاء عينة مدعوم بميزان دقيق. هذه المقلاة موجودة في الفرن ويتم تسخينها أو تبريدها أثناء الاختبار. يتم مراقبة كتلة العينة أثناء الاختبار. يتم تطهير بيئة العينة بغاز خامل أو تفاعلي. يمكن لأجهزة التحليل الحراري الوزني قياس فقد الماء ، والمذيبات ، والملدنات ، ونزع الكربوكسيل ، والانحلال الحراري ، والأكسدة ، والتحلل ، والوزن٪ من مادة الحشو ، والوزن٪ الرماد. اعتمادًا على الحالة ، يمكن الحصول على المعلومات عند التسخين أو التبريد. يتم عرض منحنى حراري TGA نموذجي من اليسار إلى اليمين. إذا انخفض منحنى TGA الحراري ، فهذا يشير إلى فقدان الوزن. TGAs الحديثة قادرة على إجراء تجارب متساوية الحرارة. قد يرغب المستخدم أحيانًا في استخدام عينة تفاعلية من غازات التطهير ، مثل الأكسجين. عند استخدام الأكسجين كغاز تطهير ، قد يرغب المستخدم في تحويل الغازات من النيتروجين إلى الأكسجين أثناء التجربة. كثيرا ما تستخدم هذه التقنية لتحديد نسبة الكربون في المادة. يمكن استخدام محلل قياس الوزن الحراري لمقارنة منتجين متشابهين ، كأداة لمراقبة الجودة لضمان تلبية المنتجات لمواصفات المواد ، ولضمان تلبية المنتجات لمعايير السلامة ، وتحديد محتوى الكربون ، وتحديد المنتجات المزيفة ، وتحديد درجات حرارة التشغيل الآمنة في الغازات المختلفة ، تعزيز عمليات صياغة المنتج لعكس هندسة المنتج. أخيرًا ، من الجدير بالذكر أن مجموعات التحليل الحراري الوزني (TGA) مع GC / MS متوفرة. GC اختصار لـ Chromatography الغاز و MS اختصار لـ Mass Spectrometry.

محلل ميكانيكي ديناميكي (DMA)  : هذه تقنية يتم فيها تطبيق تشوه جيبي صغير على عينة هندسية معروفة بطريقة دورية. ثم يتم دراسة استجابة المواد للإجهاد ودرجة الحرارة والتردد والقيم الأخرى. يمكن أن تخضع العينة لضغط مضبوط أو إجهاد مضبوط. بالنسبة إلى إجهاد معروف ، فإن العينة ستتشوه بمقدار معين ، اعتمادًا على صلابتها. يقيس التحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA) الصلابة والتخميد ، ويتم الإبلاغ عن ذلك كمعامل ودلتا تان. نظرًا لأننا نطبق قوة جيبية ، يمكننا التعبير عن المعامل كمكوِّن في الطور (معامل التخزين) ومكوِّن خارج الطور (معامل الخسارة). معامل التخزين ، إما E 'أو G' ، هو مقياس للسلوك المرن للعينة. نسبة الخسارة إلى التخزين هي دلتا تان وتسمى التخميد. يعتبر مقياسًا لتبديد طاقة المادة. يختلف التخميد باختلاف حالة المادة ودرجة حرارتها وتكرارها. يُطلق على DMA أحيانًا اسم DMTA standing for DYNAMER MECHALZERMECH. يطبق التحليل الحراري الميكانيكي قوة ثابتة ثابتة على مادة ويسجل تغيرات أبعاد المادة مع تغير درجة الحرارة أو الزمن. من ناحية أخرى ، يطبق DMA قوة تذبذبية بتردد محدد على العينة ويبلغ عن التغيرات في الصلابة والتخميد. توفر لنا بيانات التحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA) معلومات عن المعامل بينما تعطينا بيانات التحليل الحراري الميكانيكي (TMA) معامل التمدد الحراري. تكتشف كلتا الطريقتين الانتقالات ، لكن التحليل الميكانيكي الديناميكي (DMA) أكثر حساسية. تتغير قيم المعامل مع تغير درجة الحرارة ويمكن اعتبار التحولات في المواد على أنها تغيرات في منحنيات E 'أو tan delta. يتضمن ذلك التزجج والذوبان والتحولات الأخرى التي تحدث في الهضبة الزجاجية أو المطاطية والتي تعد مؤشرات على التغيرات الطفيفة في المادة.

أدوات التصوير الحراري ، أجهزة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء ، الكاميرات التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء : هذه هي الأجهزة التي تشكل صورة باستخدام الأشعة تحت الحمراء. تشكل الكاميرات القياسية اليومية الصور باستخدام الضوء المرئي في نطاق الطول الموجي 450-750 نانومتر. ومع ذلك ، تعمل كاميرات الأشعة تحت الحمراء في نطاق الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء حتى 14000 نانومتر. بشكل عام ، كلما ارتفعت درجة حرارة الجسم ، زاد انبعاث الأشعة تحت الحمراء كإشعاع الجسم الأسود. تعمل كاميرات الأشعة تحت الحمراء حتى في الظلام الدامس. تحتوي الصور المأخوذة من معظم كاميرات الأشعة تحت الحمراء على قناة ملونة واحدة لأن الكاميرات تستخدم بشكل عام مستشعر صورة لا يميز الأطوال الموجية المختلفة للأشعة تحت الحمراء. للتمييز بين الأطوال الموجية ، تتطلب مستشعرات الصور الملونة بنية معقدة. في بعض أدوات الاختبار ، يتم عرض هذه الصور أحادية اللون بلون زائف ، حيث يتم استخدام التغييرات في اللون بدلاً من التغييرات في الشدة لعرض التغييرات في الإشارة. عادةً ما يتم تلوين الأجزاء الأكثر سطوعًا (الأكثر دفئًا) باللون الأبيض ، ويتم تلوين درجات الحرارة المتوسطة باللون الأحمر والأصفر ، ويتم تلوين الأجزاء الأكثر خفوتًا (الأبرد) باللون الأسود. يظهر المقياس بشكل عام بجانب صورة ملونة خاطئة لربط الألوان بدرجات الحرارة. تتميز الكاميرات الحرارية بدقة أقل بكثير من الكاميرات الضوئية ، بقيم تقارب 160 × 120 أو 320 × 240 بكسل. يمكن أن تحقق كاميرات الأشعة تحت الحمراء الأكثر تكلفة دقة تبلغ 1280 × 1024 بكسل. هناك فئتان رئيسيتان من الكاميرات الحرارية:  COOLED INFRARED IMAGE DETECTOR SYSTEMS and_cc781905-5cde-3194_bb3_bb3. تحتوي الكاميرات الحرارية المبردة على كاشفات موجودة في علبة محكمة الغلق ويتم تبريدها بالتبريد. التبريد ضروري لتشغيل مواد أشباه الموصلات المستخدمة. بدون تبريد ، ستغرق هذه المستشعرات بإشعاعاتها. ومع ذلك ، فإن كاميرات الأشعة تحت الحمراء المبردة باهظة الثمن. يتطلب التبريد قدرًا كبيرًا من الطاقة ويستغرق وقتًا طويلاً ، ويتطلب عدة دقائق من وقت التبريد قبل العمل. على الرغم من أن جهاز التبريد ضخم ومكلف ، إلا أن كاميرات الأشعة تحت الحمراء المبردة توفر للمستخدمين جودة صورة فائقة مقارنة بالكاميرات غير المبردة. تسمح الحساسية الأفضل للكاميرات المبردة باستخدام عدسات ذات طول بؤري أعلى. يمكن استخدام غاز النيتروجين المعبأ للتبريد. تستخدم الكاميرات الحرارية غير المبردة مستشعرات تعمل في درجة حرارة الغرفة ، أو مستشعرات مثبتة عند درجة حرارة قريبة من البيئة المحيطة باستخدام عناصر التحكم في درجة الحرارة. لا يتم تبريد مستشعرات الأشعة تحت الحمراء غير المبردة إلى درجات حرارة منخفضة وبالتالي لا تتطلب مبردات مبردة ضخمة ومكلفة. ومع ذلك ، فإن الدقة وجودة الصورة أقل مقارنة بأجهزة الكشف المبردة. توفر الكاميرات الحرارية العديد من الفرص. البقع المحمومة يمكن تحديد خطوط الكهرباء وإصلاحها. يمكن ملاحظة الدوائر الكهربائية ويمكن أن تشير النقاط الساخنة بشكل غير عادي إلى مشاكل مثل قصر الدائرة. تُستخدم هذه الكاميرات أيضًا على نطاق واسع في المباني وأنظمة الطاقة لتحديد الأماكن التي يوجد بها فقد كبير للحرارة بحيث يمكن التفكير في عزل حراري أفضل في تلك النقاط. تعمل أدوات التصوير الحراري كمعدات اختبار غير مدمرة.

للحصول على التفاصيل وغيرها من المعدات المماثلة ، يرجى زيارة موقع المعدات الخاص بنا:  http://www.sourceindustrialsupply.com

bottom of page