इन्फ्रारेड थर्मामीटर के माप सिद्धांत मानक और विकास की प्रवृत्ति
इन्फ्रारेड थर्मामीटर के साथ गैर-संपर्क तापमान माप के कई फायदे हैं, और इसका अनुप्रयोग छोटी या दुर्गम वस्तुओं से लेकर संक्षारक रसायनों और संवेदनशील सतहों तक होता है। यह आलेख इस लाभ पर चर्चा करेगा, अनुप्रयोग के दायरे को स्पष्ट करने के लिए इन्फ्रारेड थर्मामीटर आदि की सही पसंद की निर्णायकता देगा। परमाणुओं और अणुओं की गति के कारण, प्रत्येक वस्तु विद्युत चुम्बकीय तरंगें उत्सर्जित करेगी। गैर-संपर्क तापमान माप के लिए सबसे महत्वपूर्ण तरंग दैर्ध्य या वर्णक्रमीय सीमा 0.2 से 2.0 μm है। इस श्रेणी की प्राकृतिक किरणों को तापीय विकिरण या अवरक्त किरणें कहा जाता है।
जर्मन औद्योगिक मानक DIN16160 के अनुसार किसी परीक्षण वस्तु द्वारा उत्सर्जित अवरक्त किरणों द्वारा तापमान माप के लिए एक परीक्षण उपकरण को विकिरण थर्मामीटर, विकिरण थर्मामीटर या अवरक्त थर्मामीटर कहा जाता है। ये पदनाम उन उपकरणों पर भी लागू होते हैं जो किसी पिंड द्वारा उत्सर्जित दृश्यमान रंगीन विकिरण द्वारा तापमान मापते हैं, और जो सापेक्ष वर्णक्रमीय उज्ज्वल घनत्व से तापमान प्राप्त करते हैं।
सबसे पहले, इन्फ्रारेड थर्मामीटर तापमान माप के फायदे
मापी जाने वाली वस्तु से निकलने वाली अवरक्त किरणों को प्राप्त करके गैर-संपर्क तापमान माप के कई फायदे हैं। इस तरह, मुश्किल-से-पहुंचने वाली या चलती वस्तुओं को बिना किसी समस्या के मापा जा सकता है, जैसे कि खराब गर्मी हस्तांतरण गुणों या कम गर्मी क्षमता वाली सामग्री। इन्फ्रारेड थर्मामीटर का बहुत कम प्रतिक्रिया समय लूप के तेज़ और कुशल विनियमन को सक्षम बनाता है। थर्मामीटर में कोई घिसने वाला भाग नहीं होता है, इसलिए थर्मामीटर की तरह कोई निरंतर लागत नहीं होती है। विशेष रूप से मापी जाने वाली छोटी वस्तुओं, जैसे संपर्क माप, के लिए वस्तु की तापीय चालकता के कारण बड़ी माप त्रुटि होगी। यहां थर्मामीटर का उपयोग बिना किसी समस्या के और आक्रामक रसायनों या संवेदनशील सतहों, जैसे पेंट, कागज और प्लास्टिक रेल पर किया जा सकता है। लंबी दूरी के रिमोट कंट्रोल माप के जरिए यह खतरनाक क्षेत्र से दूर रह सकता है, जिससे ऑपरेटर को खतरा नहीं होगा।
2. इन्फ्रारेड थर्मामीटर की सिद्धांत संरचना
मापी गई वस्तु से प्राप्त अवरक्त किरणें फिल्टर के माध्यम से लेंस के माध्यम से डिटेक्टर पर केंद्रित होती हैं। डिटेक्टर मापी गई वस्तु के विकिरण घनत्व के एकीकरण के माध्यम से तापमान के अनुपात में एक करंट या वोल्टेज सिग्नल उत्पन्न करता है। इसके बाद जुड़े विद्युत घटकों में, तापमान सिग्नल को रैखिककृत किया जाता है, उत्सर्जन क्षेत्र को ठीक किया जाता है, और एक मानक आउटपुट सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है।
सिद्धांत रूप में, पोर्टेबल थर्मामीटर और फिक्स्ड थर्मामीटर दो प्रकार के होते हैं। इसलिए, विभिन्न माप बिंदुओं के लिए उपयुक्त इन्फ्रारेड थर्मामीटर चुनते समय, निम्नलिखित विशेषताएं मुख्य होंगी:
1. ऐमर
कोलाइमर का यह प्रभाव होता है, और थर्मामीटर द्वारा बताए गए माप ब्लॉक या माप बिंदु को देखा जा सकता है, और कोलाइमर का उपयोग अक्सर बड़े क्षेत्र में मापी गई वस्तुओं के लिए किया जा सकता है। छोटी वस्तुओं और लंबी दूरी मापने के लिए, प्रकाश-संचारण लेंस के रूप में उपकरण पैनल स्केल या लेजर पॉइंटिंग बिंदुओं वाली दृष्टि की सिफारिश की जाती है।
2. लेंस
लेंस पाइरोमीटर का मापा बिंदु निर्धारित करता है। बड़े क्षेत्र की वस्तुओं के लिए, एक निश्चित फोकल लंबाई वाला पाइरोमीटर आम तौर पर पर्याप्त होता है। लेकिन जब माप दूरी फोकस बिंदु से दूर होती है, तो माप बिंदु के किनारे पर छवि अस्पष्ट होगी। इस कारण ज़ूम लेंस का उपयोग करना बेहतर है। दी गई ज़ूम सीमा के भीतर, थर्मामीटर माप दूरी को समायोजित कर सकता है। नवीनतम थर्मामीटर में ज़ूम करने योग्य प्रतिस्थापन योग्य लेंस होता है। निकट के लेंस और दूर के लेंस को बिना अंशांकन के दोबारा जांचा जा सकता है। बदलना।
3. सेंसर, यानी वर्णक्रमीय रिसीवर
तापमान तरंगदैर्घ्य के व्युत्क्रमानुपाती होता है। कम वस्तु तापमान पर, लंबी-तरंग वर्णक्रमीय क्षेत्रों (हॉट-फिल्म सेंसर या पायरोइलेक्ट्रिक सेंसर) के प्रति संवेदनशील सेंसर उपयुक्त होते हैं, उच्च तापमान पर, जर्मेनियम, सिलिकॉन, इंडियम-गैलियम, आदि से बने शॉर्ट-वेव संवेदनशील सेंसर का उपयोग किया जाएगा फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर.
वर्णक्रमीय संवेदनशीलता का चयन करते समय, हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण बैंड पर भी विचार करें। एक निश्चित तरंग दैर्ध्य सीमा में, तथाकथित "वायुमंडलीय विंडो", H2 और CO2 अवरक्त किरणों के लिए लगभग पारदर्शी होते हैं, इसलिए मापते समय वायुमंडलीय एकाग्रता परिवर्तनों के प्रभाव को बाहर करने के लिए थर्मामीटर की प्रकाश संवेदनशीलता इस सीमा के भीतर होनी चाहिए। पतली फिल्मों या ग्लासों में, यह भी विचार किया जाना चाहिए कि ये सामग्रियां एक निश्चित तरंग दैर्ध्य के भीतर आसानी से प्रवेश नहीं करती हैं। पृष्ठभूमि प्रकाश के कारण होने वाली माप त्रुटि से बचने के लिए, एक उपयुक्त सेंसर का उपयोग करें जो केवल सतह का तापमान प्राप्त करता है। धातुओं में यह भौतिक गुण होता है, और तरंग दैर्ध्य घटने के साथ उत्सर्जन बढ़ता है। अनुभव से, धातुओं के तापमान को मापने के लिए, आम तौर पर * लघु माप तरंग दैर्ध्य चुनें।
3. विकास की प्रवृत्ति
कई सेंसिंग प्रौद्योगिकी क्षेत्रों की तरह, थर्मामीटर के विकास की प्रवृत्ति भी छोटे, उत्तम आकार की ओर है, केंद्रीय धागे के साथ गोल गोले मशीनों और उपकरणों पर स्थापना के लिए सबसे आदर्श आकार हैं, और इस विकास की प्रवृत्ति का एहसास विद्युत के निरंतर लघुकरण के माध्यम से होता है छोटे और अधिक नाजुक विद्युत घटकों को छोटे और छोटे स्थानों में संघनित करने के लिए घटकों और उच्च कैलकुलस का उपयोग किया जाता है। पिछली एनालॉग तकनीक की तुलना में, माइक्रो-नियंत्रकों के अनुप्रयोग के माध्यम से डिटेक्टर सिग्नल की रैखिककरण ऊंचाई की सटीकता में सुधार होता है, जिससे उपकरण की सटीकता में भी सुधार होता है।
बाजार आपूर्ति के लिए तेज, सस्ती माप मूल्य रिसेप्शन की आवश्यकता होती है, जो सीधे तापमान-आनुपातिक, रैखिक वर्तमान/वोल्टेज सिग्नल का उत्पादन कर सकता है। माप मूल्य प्रसंस्करण, जैसे लेवलिंग फ़ंक्शन, विशेष मूल्य भंडारण, या सीमा संपर्कों को डिस्प्ले, नियामक या एसपीएस (प्रोग्राम नियंत्रक) पर बुद्धिमान में रखा जाएगा, बाहरी केबल के माध्यम से उत्सर्जन समायोजन को खतरे के क्षेत्र के बाहर भी समायोजित किया जा सकता है। यदि मशीन चल रही है, और इस समय एसपीएस द्वारा समायोजित भी किया जा सकता है। बॉडी नियंत्रणों के उपयोग के माध्यम से, डेटा बस इंटरफ़ेस को अब बिना किसी समस्या के महसूस किया जा सकता है, लेकिन नेटवर्क कनेक्शन अभी तक महसूस नहीं किया गया है, और सिग्नल की निरंतर प्रसंस्करण अतीत के मानक एनालॉग सिग्नल का उपयोग करना जारी रखती है। डिटेक्टर अनुभाग में, एक नई सामग्री का उपयोग फोटोइलेक्ट्रिक सेंसर के रूप में किया जाता है, जो संवेदनशीलता में सुधार और यहां तक कि रिज़ॉल्यूशन में सुधार को साबित करता है। हॉट फिल्म सेंसर में, नए सेंसर को केवल कम समायोजन समय की आवश्यकता होती है, कोलाइमर के साथ पाइरोमीटर में नवीनतम विकास, ज़ूम के साथ विनिमेय लेंस हैं, अंशांकन पुन: जांच के बिना प्रतिस्थापित किया जा सकता है, विभिन्न माप स्थितियों के लिए एक ही आधार का उपयोग करें उपकरण गोदाम प्रबंधन लागत को बचाते हैं।
चौथा, थर्मामीटर चुनने का मुख्य मानदंड
थर्मामीटर का उपयोग मुख्य रूप से माप सीमा द्वारा निर्धारित होता है। चाहे वह माप वोल्टेज हो या माप क्षेत्र का प्रारंभिक मूल्य, यह माप कार्य की आवश्यकताओं के अनुरूप होना चाहिए। माप वोल्टेज जितना बड़ा होगा, रिज़ॉल्यूशन उतना ही छोटा होगा, इसलिए सटीकता अधिक होगी। विशेष रूप से जब माप तापमान का प्रारंभिक मूल्य कम होता है, तो बड़े माप वोल्टेज का चयन करने पर सटीकता दोगुनी हो जाएगी, इसलिए सबसे छोटे संभव माप वोल्टेज का चयन करने की सिफारिश की जाती है।
माप क्षेत्र का प्रारंभिक मूल्य स्पेक्ट्रम की संवेदनशीलता, साथ ही डिटेक्टर के प्रकार को निर्धारित करता है। उत्सर्जन के गलत समायोजन के कारण माप त्रुटि स्पष्ट रूप से शॉर्ट-वेव सेंसर में लॉन्ग-वेव सेंसर की तुलना में छोटी है, इसलिए हॉट-फिल्म सेंसर (8 ~ 14μm) 800 डिग्री पर, माप त्रुटि के कारण होती है उत्सर्जन का गलत समायोजन जर्मेनियम-फोटोडायोड सेंसर (1,1~1,6μm) की तुलना में पांच गुना बड़ा होगा। जर्मेनियम फोटोडायोड सेंसर की अनुमेय माप सीमा लगभग 250 डिग्री सेल्सियस है।
