इन्फ्रारेड थर्मामीटर का कार्य सिद्धांत और अनुप्रयोग
1 अवलोकन
उत्पादन प्रक्रिया में, इन्फ्रारेड तापमान माप तकनीक उत्पाद की गुणवत्ता नियंत्रण और निगरानी, उपकरण ऑनलाइन दोष निदान और सुरक्षा, और ऊर्जा बचत में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। पिछले 20 वर्षों में, गैर-संपर्क अवरक्त थर्मामीटर प्रौद्योगिकी में तेजी से विकसित हुए हैं, उनके प्रदर्शन में लगातार सुधार हुआ है, उनके कार्यों में लगातार वृद्धि हुई है, उनकी किस्मों में वृद्धि जारी रही है, उनके आवेदन के दायरे का भी विस्तार जारी रहा है, और उनके साल दर साल बाजार हिस्सेदारी बढ़ी है। संपर्क तापमान माप विधियों की तुलना में, अवरक्त तापमान माप में तेज़ प्रतिक्रिया समय, गैर-संपर्क, सुरक्षित उपयोग और लंबी सेवा जीवन के फायदे हैं। गैर-संपर्क इन्फ्रारेड थर्मामीटर में पोर्टेबल, ऑन-लाइन और स्कैनिंग की तीन श्रृंखलाएं शामिल हैं, और विभिन्न विकल्पों और कंप्यूटर सॉफ़्टवेयर से सुसज्जित हैं, और प्रत्येक श्रृंखला में विभिन्न मॉडल और विनिर्देश हैं। विभिन्न विशिष्टताओं वाले थर्मामीटर के विभिन्न मॉडलों में से, उपयोगकर्ताओं के लिए इन्फ्रारेड थर्मामीटर का सही मॉडल चुनना बहुत महत्वपूर्ण है।
इन्फ्रारेड डिटेक्शन तकनीक "नौवीं पंचवर्षीय योजना" के दौरान राष्ट्रीय वैज्ञानिक और तकनीकी उपलब्धियों की एक प्रमुख प्रचार परियोजना है। उत्सर्जित अवरक्त (इन्फ्रारेड विकिरण) फ्लोरोसेंट स्क्रीन पर अपनी थर्मल छवि प्रदर्शित करता है, जिससे वस्तु की सतह के तापमान वितरण का सटीक निर्धारण होता है, जिसमें सटीकता, वास्तविक समय और गति के फायदे होते हैं। अपने स्वयं के अणुओं की गति के कारण, कोई भी वस्तु लगातार अवरक्त ऊष्मा ऊर्जा को बाहर की ओर विकीर्ण करती है, इस प्रकार वस्तु की सतह पर एक निश्चित तापमान क्षेत्र बनता है, जिसे आमतौर पर "थर्मल इमेज" के रूप में जाना जाता है। इन्फ्रारेड डायग्नोस्टिक तकनीक उपकरण की सतह के तापमान और तापमान क्षेत्र के वितरण को मापने के लिए इस इन्फ्रारेड विकिरण ऊर्जा को अवशोषित करती है, ताकि उपकरण की हीटिंग स्थिति का आकलन किया जा सके। वर्तमान में, इन्फ्रारेड डायग्नोसिस तकनीक का उपयोग करने वाले कई परीक्षण उपकरण हैं, जैसे इन्फ्रारेड थर्मामीटर, इन्फ्रारेड थर्मल टीवी, इन्फ्रारेड थर्मल इमेजर इत्यादि। इन्फ्रारेड थर्मल टीवी और इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग कैमरे जैसे उपकरण इस अदृश्य "थर्मल छवि" को दृश्य प्रकाश छवि में परिवर्तित करने के लिए थर्मल इमेजिंग तकनीक का उपयोग करते हैं, जिससे परीक्षण प्रभाव सहज, उच्च संवेदनशीलता और थर्मल स्थिति में सूक्ष्म परिवर्तनों का पता लगाने में सक्षम हो जाता है। उपकरण और उपकरण की आंतरिक और बाहरी हीटिंग स्थितियों को सटीक रूप से दर्शाते हैं, उच्च विश्वसनीयता वाले होते हैं और उपकरण के छिपे हुए खतरों की खोज करने में बहुत प्रभावी होते हैं।
इन्फ्रारेड डायग्नोस्टिक तकनीक प्रारंभिक विफलता दोषों और विद्युत उपकरणों के इन्सुलेशन प्रदर्शन के लिए विश्वसनीय भविष्यवाणियां कर सकती है, और पारंपरिक विद्युत उपकरणों के निवारक परीक्षण रखरखाव में सुधार कर सकती है (निवारक परीक्षण 1950 के दशक में पूर्व सोवियत संघ में शुरू किया गया मानक है) पूर्वानुमानित राज्य रखरखाव के लिए, जो आधुनिक विद्युत ऊर्जा प्रणाली भी है। उद्यम विकास की दिशा. विशेष रूप से अब जब बड़ी इकाइयों और अल्ट्रा-हाई वोल्टेज के विकास ने बिजली प्रणाली के विश्वसनीय संचालन के लिए उच्च और उच्चतर आवश्यकताओं को सामने रखा है, जो पावर ग्रिड की स्थिरता से संबंधित है। आधुनिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास और परिपक्वता के साथ, इन्फ्रारेड स्टेट मॉनिटरिंग और डायग्नोस्टिक तकनीक के उपयोग में लंबी दूरी, कोई संपर्क नहीं, कोई नमूनाकरण नहीं, कोई डिससेम्बली की विशेषताएं नहीं हैं, और इसमें सटीकता, गति और अंतर्ज्ञान की विशेषताएं हैं। और वास्तविक समय में विद्युत उपकरणों की ऑनलाइन निगरानी और निदान कर सकता है। अधिकांश दोष (लगभग सभी विद्युत उपकरणों के विभिन्न दोषों का पता लगाने में शामिल हो सकते हैं)। इसने घरेलू और विदेशी बिजली उद्योगों (1970 के दशक के अंत में विदेशों में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली एक उन्नत स्थिति-आधारित रखरखाव प्रणाली) से बहुत अधिक ध्यान आकर्षित किया है, और तेजी से विकसित हुआ है। विद्युत उपकरणों की विश्वसनीयता और प्रभावशीलता में सुधार, संचालन के आर्थिक लाभों में सुधार और रखरखाव लागत को कम करने के लिए इन्फ्रारेड डिटेक्शन तकनीक का अनुप्रयोग बहुत महत्वपूर्ण है। यह एक बहुत अच्छी विधि है जिसे वर्तमान में पूर्वानुमानित रखरखाव के क्षेत्र में व्यापक रूप से प्रचारित किया जाता है, और यह उपकरणों के रखरखाव स्तर और स्वास्थ्य स्तर को उच्च स्तर तक बढ़ा सकता है।
इन्फ्रारेड इमेजिंग डिटेक्शन तकनीक का उपयोग चल रहे उपकरणों का गैर-संपर्क पता लगाने, उसके तापमान क्षेत्र के वितरण की तस्वीर लेने, किसी भी हिस्से के तापमान मूल्य को मापने और वास्तविक समय, टेलीमेट्री, सहज ज्ञान के साथ विभिन्न बाहरी और आंतरिक दोषों का निदान करने के लिए किया जा सकता है। और मात्रात्मक तापमान माप के फायदे के साथ, बिजली संयंत्रों, सबस्टेशनों और ट्रांसमिशन लाइनों के ऑपरेटिंग उपकरण और लाइव उपकरण का पता लगाना बहुत सुविधाजनक और प्रभावी है।
ऑनलाइन विद्युत उपकरणों का पता लगाने के लिए थर्मल इमेजर का उपयोग करने की विधि इन्फ्रारेड तापमान रिकॉर्डिंग विधि है। इन्फ्रारेड तापमान रिकॉर्डिंग विधि एक नई तकनीक है जिसका उपयोग उद्योग में गैर-विनाशकारी पहचान, उपकरण प्रदर्शन का परीक्षण करने और इसकी परिचालन स्थिति में महारत हासिल करने के लिए किया जाता है। पारंपरिक तापमान माप विधियों (जैसे कि थर्मोकपल, मापी गई वस्तु की सतह या शरीर पर रखी गई अलग-अलग पिघलने बिंदु वाली मोम की चादरें आदि) की तुलना में, थर्मल इमेजर वास्तविक समय में, मात्रात्मक रूप से गर्म स्थान के तापमान का पता लगा सकता है, और एक निश्चित दूरी के भीतर ऑनलाइन। , यह संचालन में उपकरण की तापमान ढाल थर्मल छवि भी खींच सकता है, और इसमें उच्च संवेदनशीलता है और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों से परेशान नहीं होता है, इसलिए यह ऑन-साइट उपयोग के लिए सुविधाजनक है। यह 0.05 डिग्री के उच्च रेजोल्यूशन के साथ -20 डिग्री से 2000 डिग्री तक की विस्तृत श्रृंखला में विद्युत उपकरणों के थर्मल प्रेरित दोषों का पता लगा सकता है, जैसे कि तार जोड़ों या क्लैंप का ताप, और स्थानीय ताप विद्युत उपकरण आदि में धब्बे
लाइव उपकरणों की इन्फ्रारेड डायग्नोस्टिक तकनीक एक नया विषय है। यह एक व्यापक तकनीक है जो चार्ज किए गए उपकरणों के ताप प्रभाव का उपयोग करती है, उपकरण की सतह से उत्सर्जित अवरक्त विकिरण की जानकारी प्राप्त करने के लिए विशेष उपकरणों का उपयोग करती है, और फिर उपकरण की स्थिति और दोषों की प्रकृति का आकलन करती है।
2. इन्फ्रारेड मूल सिद्धांत
1672 में, यह पता चला कि सूर्य का प्रकाश (सफेद प्रकाश) विभिन्न रंगों के प्रकाश से बना होता है। उसी समय, न्यूटन ने निष्कर्ष निकाला कि मोनोक्रोमैटिक प्रकाश सफेद प्रकाश की तुलना में प्रकृति में सरल है। लाल, नारंगी, पीले, हरे, नीले, नीले, बैंगनी, आदि की मोनोक्रोमैटिक रोशनी में सूर्य के प्रकाश (सफेद प्रकाश) को विघटित करने के लिए एक डाइक्रोइक प्रिज्म का उपयोग करें। 1800 में, ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी एफडब्ल्यू हक्सेल ने अवरक्त किरणों की खोज की जब उन्होंने विभिन्न रंगीन रोशनी का अध्ययन किया। तापीय दृष्टिकोण. जब वह प्रकाश के विभिन्न रंगों की गर्मी का अध्ययन कर रहे थे, तो उन्होंने जानबूझकर अंधेरे कमरे की पहली खिड़की को एक अंधेरे प्लेट से बंद कर दिया, और प्लेट में एक आयताकार छेद खोला, और छेद में एक बीम स्प्लिटर प्रिज्म स्थापित किया गया था। जब सूर्य का प्रकाश प्रिज्म से होकर गुजरता है, तो यह रंगीन प्रकाश बैंड में विघटित हो जाता है, और प्रकाश बैंड में विभिन्न रंगों में निहित गर्मी को मापने के लिए थर्मामीटर का उपयोग किया जाता है। परिवेश के तापमान के साथ तुलना करने के लिए, हक्सेल ने परिवेश के तापमान को मापने के लिए तुलनात्मक थर्मामीटर के रूप में रंगीन प्रकाश बैंड के पास रखे कई थर्मामीटर का उपयोग किया। प्रयोग के दौरान, उन्हें गलती से एक अजीब घटना का पता चला: लाल रोशनी के बाहर रखे गए थर्मामीटर का मूल्य कमरे के अन्य तापमानों की तुलना में अधिक था। परीक्षण और त्रुटि के बाद, सबसे अधिक गर्मी वाला यह तथाकथित उच्च तापमान क्षेत्र हमेशा प्रकाश बैंड के किनारे पर लाल बत्ती के बाहर स्थित होता है। इसलिए उन्होंने घोषणा की कि दृश्य प्रकाश के अलावा, सूर्य द्वारा उत्सर्जित विकिरण में मानव आँख के लिए अदृश्य एक "लाल प्रकाश" भी है। यह अदृश्य "लाल प्रकाश" लाल प्रकाश के बाहर स्थित होता है और इसे अवरक्त प्रकाश कहा जाता है। इन्फ्रारेड एक प्रकार की विद्युत चुम्बकीय तरंग है, जिसका सार रेडियो तरंगों और दृश्य प्रकाश के समान है। इन्फ्रारेड की खोज प्रकृति की मानवीय समझ में एक छलांग है, और इसने इन्फ्रारेड प्रौद्योगिकी के अनुसंधान, उपयोग और विकास के लिए एक नया व्यापक मार्ग खोल दिया है।
अवरक्त किरणों की तरंग दैर्ध्य 0.76 और 100 μm के बीच होती है। तरंग दैर्ध्य सीमा के अनुसार, इसे चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: निकट अवरक्त, मध्य-अवरक्त, दूर-अवरक्त, और अत्यंत दूर-अवरक्त। विद्युत चुम्बकीय तरंगों के सतत स्पेक्ट्रम में इसकी स्थिति रेडियो तरंगों और दृश्य प्रकाश के बीच का क्षेत्र है। . इन्फ्रारेड विकिरण प्रकृति में सबसे व्यापक विद्युत चुम्बकीय विकिरण में से एक है। यह इस तथ्य पर आधारित है कि कोई भी वस्तु पारंपरिक वातावरण में अपनी आणविक और परमाणु अनियमित गति उत्पन्न करेगी, और लगातार थर्मल अवरक्त ऊर्जा, अणुओं और परमाणुओं को विकीर्ण करेगी। गति जितनी अधिक तीव्र होगी, विकिरणित ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी, और इसके विपरीत, विकिरणित ऊर्जा उतनी ही कम होगी।
शून्य से ऊपर तापमान वाली वस्तुएं अपनी आणविक गति के कारण अवरक्त किरणें उत्सर्जित करेंगी। ऑब्जेक्ट द्वारा उत्सर्जित पावर सिग्नल को इन्फ्रारेड डिटेक्टर द्वारा विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करने के बाद, इमेजिंग डिवाइस का आउटपुट सिग्नल एक-एक करके स्कैन की गई वस्तु की सतह के तापमान के स्थानिक वितरण को पूरी तरह से अनुकरण कर सकता है। इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम द्वारा संसाधित होने के बाद, इसे डिस्प्ले स्क्रीन पर प्रसारित किया जाता है और वस्तु की सतह पर गर्मी वितरण के अनुरूप थर्मल छवि प्राप्त की जाती है। इस पद्धति का उपयोग करके, लक्ष्य की लंबी दूरी की थर्मल राज्य छवि इमेजिंग और तापमान माप का एहसास करना और विश्लेषण करना और निर्णय लेना संभव है।
