इन्फ्रारेड थर्मामीटर के सामान्य दोष और समस्या निवारण
इन्फ्रारेड थर्मामीटर के कार्य सिद्धांत, तकनीकी विशिष्टताओं, पर्यावरणीय कार्य स्थितियों, संचालन और रखरखाव को समझना उपयोगकर्ताओं के लिए उन्हें सही ढंग से चुनने और उपयोग करने का आधार है। ऑप्टिकल प्रणाली अपने दृश्य क्षेत्र के भीतर लक्ष्य की अवरक्त विकिरण ऊर्जा एकत्र करती है, और दृश्य क्षेत्र का आकार ऑप्टिकल घटकों और थर्मामीटर की स्थिति द्वारा निर्धारित किया जाता है। इन्फ्रारेड ऊर्जा को फोटोडिटेक्टर पर केंद्रित किया जाता है और संबंधित विद्युत संकेतों में परिवर्तित किया जाता है। उपकरण के अंदर एल्गोरिदम और लक्ष्य उत्सर्जन सुधार के अनुसार सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट द्वारा प्रवर्धित और संसाधित होने के बाद सिग्नल को मापा लक्ष्य के तापमान मूल्य में परिवर्तित किया जाता है। इसके अलावा, प्रदर्शन संकेतकों और सुधार विधियों पर उनके प्रभाव के लिए लक्ष्य और थर्मामीटर की पर्यावरणीय स्थितियों, जैसे तापमान, वायुमंडल, प्रदूषण और हस्तक्षेप पर भी विचार किया जाना चाहिए।
शून्य से ऊपर तापमान वाली सभी वस्तुएं आसपास के अंतरिक्ष में लगातार अवरक्त विकिरण ऊर्जा उत्सर्जित कर रही हैं। किसी वस्तु की अवरक्त विकिरण ऊर्जा का परिमाण और तरंग दैर्ध्य वितरण उसके सतह के तापमान से निकटता से संबंधित होता है। इसलिए, किसी 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।
ब्लैकबॉडी विकिरण कानून: एक ब्लैकबॉडी एक आदर्श विकिरण निकाय है जो ऊर्जा के प्रतिबिंब या संचरण के बिना सभी तरंग दैर्ध्य की विकिरण ऊर्जा को अवशोषित करता है, और इसकी सतह उत्सर्जन 1 है। यह बताया जाना चाहिए कि प्रकृति में कोई वास्तविक ब्लैकबॉडी नहीं है, लेकिन अवरक्त विकिरण के वितरण कानून 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, जिसने प्लैंक के ब्लैकबॉडी विकिरण के नियम को प्राप्त किया, अर्थात् तरंग दैर्ध्य में व्यक्त ब्लैकबॉडी विकिरण की वर्णक्रमीय चमक। यह सभी अवरक्त विकिरण सिद्धांतों का प्रारंभिक बिंदु है, इसलिए इसे ब्लैकबॉडी विकिरण नियम कहा जाता है।
विकिरण तापमान माप पर वस्तु उत्सर्जन का प्रभाव: प्रकृति में लगभग सभी वास्तविक वस्तुएँ ब्लैकबॉडी नहीं हैं। सभी वास्तविक वस्तुओं का विकिरण स्तर न केवल वस्तु के विकिरण तरंग दैर्ध्य और तापमान पर निर्भर करता है, बल्कि सामग्री के प्रकार, तैयारी विधि, थर्मल प्रक्रिया, सतह की स्थिति और वस्तु को बनाने वाली पर्यावरणीय स्थितियों जैसे कारकों पर भी निर्भर करता है। इसलिए, ब्लैकबॉडी विकिरण कानून को सभी व्यावहारिक वस्तुओं पर लागू करने के लिए, भौतिक गुणों और सतह की स्थिति, अर्थात् उत्सर्जन से संबंधित आनुपातिकता गुणांक पेश किया जाना चाहिए। यह गुणांक उस डिग्री को दर्शाता है जिस तक किसी वास्तविक वस्तु का थर्मल विकिरण ब्लैकबॉडी विकिरण के करीब होता है, जिसका मान शून्य और 1 से कम के बीच होता है। विकिरण के नियम के अनुसार, जब तक किसी सामग्री की उत्सर्जन क्षमता ज्ञात होती है, तब तक 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, पहला कदम लक्ष्य के अवरक्त विकिरण को उसकी तरंग दैर्ध्य सीमा के भीतर मापना है, और फिर थर्मामीटर मापा लक्ष्य के तापमान की गणना करता है। मोनोक्रोमैटिक थर्मामीटर आवृत्ति बैंड के भीतर विकिरण के समानुपाती होते हैं; दोहरे रंग का थर्मामीटर दो बैंड में विकिरण के अनुपात के समानुपाती होता है।
इन्फ्रारेड सिस्टम: इन्फ्रारेड थर्मामीटर में एक ऑप्टिकल सिस्टम, एक फोटोडिटेक्टर, एक सिग्नल एम्पलीफायर, सिग्नल प्रोसेसिंग, डिस्प्ले आउटपुट और अन्य घटक होते हैं। ऑप्टिकल प्रणाली अपने दृश्य क्षेत्र के भीतर लक्ष्य की अवरक्त विकिरण ऊर्जा को केंद्रित करती है, और दृश्य क्षेत्र का आकार ऑप्टिकल घटकों और थर्मामीटर के उनकी स्थिति से निर्धारित होता है। इन्फ्रारेड ऊर्जा को फोटोडिटेक्टर पर केंद्रित किया जाता है और संबंधित विद्युत संकेतों में परिवर्तित किया जाता है। सिग्नल को सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट द्वारा प्रवर्धित और संसाधित किया जाता है, और फिर उपकरण की आंतरिक थेरेपी के एल्गोरिदम और लक्ष्य उत्सर्जन के अनुसार कैलिब्रेट किए जाने के बाद मापा लक्ष्य के तापमान मूल्य में परिवर्तित किया जाता है।
