इन्फ्रारेड थर्मामीटर का सिद्धांत और अनुप्रयोग

इन्फ्रारेड थर्मामीटर का सिद्धांत और अनुप्रयोग

इन्फ्रारेड थर्मामीटर वस्तु द्वारा उत्सर्जित इन्फ्रारेड किरण की उज्ज्वल ऊर्जा को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है। अवरक्त दीप्तिमान ऊर्जा का आकार वस्तु के तापमान से ही मेल खाता है। परिवर्तित विद्युत सिग्नल के आकार के अनुसार वस्तु का तापमान निर्धारित किया जा सकता है।

1. इन्फ्रारेड थर्मामीटर का सिद्धांत
इन्फ्रारेड थर्मामीटर ऑप्टिकल सिस्टम, फोटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर, सिग्नल एम्पलीफायर, सिग्नल प्रोसेसिंग, डिस्प्ले आउटपुट और अन्य भागों से बना है। ऑप्टिकल प्रणाली अपने दृश्य क्षेत्र में लक्ष्य अवरक्त विकिरण ऊर्जा एकत्र करती है, और दृश्य क्षेत्र का आकार थर्मामीटर के ऑप्टिकल भागों और उसकी स्थिति से निर्धारित होता है। इन्फ्रारेड ऊर्जा को एक फोटोडिटेक्टर पर केंद्रित किया जाता है और संबंधित विद्युत सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है। सिग्नल एम्पलीफायर और सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट से गुजरता है, और उपकरण के आंतरिक उपचार और लक्ष्य की उत्सर्जनता के एल्गोरिदम के अनुसार सही होने के बाद मापा लक्ष्य के तापमान मूल्य में परिवर्तित हो जाता है।

प्रकृति में, शून्य से अधिक तापमान वाली सभी वस्तुएँ लगातार आसपास के स्थान पर अवरक्त विकिरण ऊर्जा उत्सर्जित कर रही हैं। किसी वस्तु की अवरक्त विकिरण ऊर्जा का परिमाण और तरंगदैर्घ्य के अनुसार उसका वितरण-उसकी सतह के तापमान से बहुत घनिष्ठ संबंध रखता है। इसलिए, वस्तु द्वारा उत्सर्जित अवरक्त ऊर्जा को मापकर, उसकी सतह का तापमान सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है, जो अवरक्त विकिरण तापमान माप का उद्देश्य आधार है।

इन्फ्रारेड थर्मामीटर का सिद्धांत ब्लैकबॉडी एक आदर्श रेडिएटर है, जो विकिरण ऊर्जा के सभी तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करता है, इसमें ऊर्जा का कोई प्रतिबिंब और संचरण नहीं होता है, और इसकी सतह पर 1 की उत्सर्जन क्षमता होती है। हालाँकि, प्रकृति में व्यावहारिक वस्तुएँ लगभग काले शरीर नहीं हैं। अवरक्त विकिरण के वितरण को स्पष्ट करने और प्राप्त करने के लिए, सैद्धांतिक अनुसंधान में एक उपयुक्त मॉडल का चयन किया जाना चाहिए। यह प्लैंक द्वारा प्रस्तावित शरीर गुहा विकिरण का परिमाणित थरथरानवाला मॉडल है, इस प्रकार प्लैंक के काले शरीर विकिरण के नियम को व्युत्पन्न किया गया है, अर्थात, तरंग दैर्ध्य द्वारा व्यक्त काले शरीर की वर्णक्रमीय चमक, जो सभी अवरक्त विकिरण सिद्धांतों का प्रारंभिक बिंदु है, इसलिए यह है कृष्णिका विकिरण का नियम कहा जाता है। सभी वास्तविक वस्तुओं की विकिरण मात्रा न केवल विकिरण तरंग दैर्ध्य और वस्तु के तापमान पर निर्भर करती है, बल्कि वस्तु को बनाने वाली सामग्री के प्रकार, तैयारी विधि, थर्मल प्रक्रिया, सतह की स्थिति और पर्यावरणीय स्थितियों पर भी निर्भर करती है। इसलिए, सभी व्यावहारिक वस्तुओं पर ब्लैक बॉडी विकिरण के नियम को लागू करने के लिए, भौतिक गुणों और सतह की स्थिति से संबंधित एक आनुपातिक गुणांक, यानी उत्सर्जन, पेश किया जाना चाहिए। यह गुणांक दर्शाता है कि किसी वास्तविक वस्तु का तापीय विकिरण किसी काले पिंड के विकिरण के कितना करीब है, और इसका मान शून्य और 1 से कम मान के बीच है। विकिरण के नियम के अनुसार, जब तक सामग्री की उत्सर्जन क्षमता है ज्ञात, किसी भी वस्तु की अवरक्त विकिरण विशेषताएँ ज्ञात होती हैं। उत्सर्जन को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक हैं: सामग्री का प्रकार, सतह का खुरदरापन, भौतिक और रासायनिक संरचना और सामग्री की मोटाई।

किसी लक्ष्य के तापमान को मापने के लिए अवरक्त विकिरण थर्मामीटर का उपयोग करते समय, पहले लक्ष्य के अवरक्त विकिरण को उसके बैंड रेंज के भीतर मापना आवश्यक होता है, और फिर मापा लक्ष्य के तापमान की गणना थर्मामीटर द्वारा की जाती है। एक मोनोक्रोमैटिक पाइरोमीटर एक बैंड के भीतर विकिरण की मात्रा के समानुपाती होता है; दो रंगों वाला पाइरोमीटर दो बैंडों में विकिरण की मात्रा के अनुपात के समानुपाती होता है।

दूसरा, इन्फ्रारेड थर्मामीटर का अनुप्रयोग
इन्फ्रारेड थर्मामीटर आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला तापमान मापने वाला उपकरण है, जो मुख्य रूप से ऑप्टिकल सिस्टम, फोटोडिटेक्टर, सिग्नल एम्पलीफायर, सिग्नल प्रोसेसिंग, डिस्प्ले आउटपुट और अन्य भागों से बना है, और कई उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। आज हम मुख्य रूप से इन्फ्रारेड थर्मामीटर की एप्लिकेशन रेंज पेश करते हैं, जिससे उपयोगकर्ताओं को उत्पादों को बेहतर ढंग से लागू करने में मदद मिलेगी।

विद्युत उपकरण मापना
गैर-संपर्क इन्फ्रारेड थर्मामीटर किसी वस्तु की सतह के तापमान को सुरक्षित दूरी से माप सकते हैं, जिससे वे विद्युत उपकरण रखरखाव कार्यों में एक अनिवार्य उपकरण बन जाते हैं।

विद्युत उपकरणों में अनुप्रयोग
निम्नलिखित अनुप्रयोगों में, यह उपकरण विफलताओं और अनियोजित बिजली कटौती को प्रभावी ढंग से रोक सकता है।

कनेक्टर्स- विद्युत कनेक्शन बार-बार गर्म करने (विस्तार) और ठंडा करने (सिकुड़न) के कारण गर्मी, या सतह की गंदगी, कार्बन जमा और जंग उत्पन्न करने के कारण कनेक्टर्स को धीरे-धीरे ढीला कर सकते हैं। गैर-संपर्क थर्मामीटर तुरंत तापमान वृद्धि की पहचान कर सकते हैं जो एक गंभीर समस्या का संकेत देता है।

मोटर - मोटर के जीवन को संरक्षित करने के लिए, जांचें कि बिजली कनेक्शन तार और सर्किट ब्रेकर (या फ़्यूज़) एक ही तापमान पर हैं।

मोटर बियरिंग्स - हॉट स्पॉट की जांच करें और उपकरण की विफलता का कारण बनने से पहले नियमित रूप से उनकी मरम्मत करें या बदलें।

मोटर कॉइल इन्सुलेशन - अपने मोटर कॉइल इन्सुलेशन का तापमान मापकर उसका जीवन बढ़ाएँ।

चरणों के बीच माप - जाँचता है कि इंडक्शन मोटर्स, मेनफ्रेम कंप्यूटर और अन्य उपकरणों में तार और कनेक्टर चरणों के बीच समान तापमान पर हैं।

ट्रांसफार्मर - अत्यधिक तापमान की जांच के लिए एयर-कूल्ड उपकरणों की वाइंडिंग को सीधे इन्फ्रारेड थर्मामीटर से मापा जा सकता है, कोई भी गर्म स्थान ट्रांसफार्मर वाइंडिंग को नुकसान का संकेत देता है।

निर्बाध विद्युत आपूर्ति - यूपीएस आउटपुट फ़िल्टर पर कनेक्टिंग तारों पर हॉट स्पॉट की पहचान करें। एक ठंडा स्थान डीसी फिल्टर लाइन में एक खुले सर्किट का संकेत दे सकता है।

बैकअप बैटरी - यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह ठीक से कनेक्ट है, कम वोल्टेज वाली बैटरी की जाँच करें। बैटरी टर्मिनलों के साथ ख़राब संपर्क से बैटरी की कोर छड़ें जलने के लिए पर्याप्त गर्म हो सकती हैं।

गिट्टी - धूम्रपान शुरू करने से पहले गिट्टी के अधिक गर्म होने की जाँच करें।

उपयोगिताएँ - कनेक्टर्स, वायर स्प्लिसेस, ट्रांसफार्मर और अन्य उपकरणों के लिए हॉट स्पॉट की पहचान करें। ऑप्टिकल उपकरणों के कुछ मॉडलों की सीमा 60:1 या उससे भी अधिक होती है, जो लगभग सभी माप लक्ष्यों को सीमा के भीतर लाती है।