انفراریڈ درجہ حرارت کی پیمائش کی ٹیکنالوجی پروڈکٹ کوالٹی کنٹرول اور مانیٹرنگ، آلات کی آن لائن خرابی کی تشخیص، حفاظتی تحفظ اور توانائی کی بچت میں اہم کردار ادا کر رہی ہے۔ پچھلی دو دہائیوں میں، غیر رابطہ انفراریڈ تھرمامیٹرز نے ٹیکنالوجی میں تیزی سے ترقی کی ہے، ان کی کارکردگی کو مسلسل بہتر کیا گیا ہے، ان کے استعمال کا دائرہ مسلسل بڑھایا گیا ہے، اور ان کا مارکیٹ شیئر سال بہ سال بڑھتا چلا گیا ہے۔ رابطے کے درجہ حرارت کی پیمائش کے طریقہ کار کے مقابلے میں، اورکت درجہ حرارت کی پیمائش میں تیز ردعمل کا وقت، غیر رابطہ، محفوظ استعمال اور طویل خدمت زندگی کے فوائد ہیں۔
Baytek (Lei Tai) کمپنی کی غیر رابطہ اورکت تابکاری کے درجہ حرارت کی پیمائش کی مصنوعات میں پورٹیبل، آن لائن اور سکیننگ تین سیریز شامل ہیں، اور مختلف قسم کے اختیاری لوازمات اور متعلقہ کمپیوٹر سافٹ ویئر ہیں، ہر سیریز میں مختلف ماڈلز اور وضاحتیں ہیں۔ مختلف خصوصیات کے حامل تھرمامیٹر کی مختلف اقسام میں سے، صارفین کے لیے انفراریڈ تھرمامیٹر کا صحیح ماڈل منتخب کرنا بہت ضروری ہے۔ خریدار کے حوالہ کے لیے تھرمامیٹر کے ماڈل کو صحیح طریقے سے منتخب کرنے کے بارے میں صرف سوچنے کے اقدامات یہاں ہیں۔
اورکت تھرمامیٹر کیسے کام کرتے ہیں۔
کام کے اصول، تکنیکی اشارے، ماحولیاتی کام کے حالات، گروپ انفراریڈ تھرمامیٹر کے آپریشن اور دیکھ بھال کو سمجھنا صارفین کو اورکت تھرمامیٹر کو صحیح طریقے سے منتخب کرنے اور استعمال کرنے میں مدد فراہم کرنا ہے۔
** صفر سے زیادہ درجہ حرارت والی تمام اشیاء ارد گرد کی جگہ میں مسلسل انفراریڈ تابکاری توانائی خارج کر رہی ہیں۔ کسی شے کی انفراریڈ تابکاری کی خصوصیات — تابناک توانائی کی وسعت اور طول موج کے ذریعے اس کی تقسیم — اس کی سطح کے درجہ حرارت سے قریبی تعلق رکھتی ہیں۔ لہٰذا، آبجیکٹ کی طرف سے خارج ہونے والی انفراریڈ توانائی کی پیمائش کرکے، اس کی سطح کے درجہ حرارت کا درست تعین کیا جا سکتا ہے، جو وہ معروضی بنیاد ہے جس پر انفراریڈ شعاعوں کے درجہ حرارت کی پیمائش کی جاتی ہے۔
بلیک باڈی ریڈی ایشن کا قانون:
بلیک باڈی ایک آئیڈیلائزڈ ریڈی ایٹر ہے، جو ریڈینٹ انرجی کی تمام طول موج کو جذب کرتا ہے، اس میں توانائی کی کوئی عکاسی یا ٹرانسمیشن نہیں ہوتی ہے، اور اس کی سطح پر 1 کا اخراج ہوتا ہے۔ یہ بتانا چاہیے کہ فطرت میں کوئی حقیقی بلیک باڈی نہیں ہے، لیکن انفراریڈ شعاعوں کی تقسیم کے قانون کو واضح کرنے اور حاصل کرنے کے لیے، نظریاتی تحقیق میں ایک مناسب ماڈل کا انتخاب کیا جانا چاہیے، جو کہ مجوزہ جسمانی گہا کی شعاعوں کا کوانٹائزڈ آسکیلیٹر ماڈل ہے۔ بذریعہ پلانک، جو بلیک باڈی ریڈی ایشن کے پلانک کے قانون کی طرف لے جاتا ہے، یعنی بلیک باڈی اسپیکٹرل تابکاری جو طول موج میں ظاہر ہوتی ہے، تمام انفراریڈ ریڈی ایشن تھیوریز کا نقطہ آغاز ہے، اس لیے اسے بلیک باڈی ریڈی ایشن قانون کہا جاتا ہے۔
تابکاری تھرمامیٹری پر آبجیکٹ کے اخراج کا اثر:
اصل اشیاء جو فطرت میں موجود ہیں وہ تقریباً کبھی کالے جسم نہیں ہوتے۔ تمام حقیقی اشیاء کی تابکاری کی مقدار کا انحصار نہ صرف تابکاری کی طول موج اور آبجیکٹ کے درجہ حرارت پر ہوتا ہے، بلکہ اس چیز پر بھی منحصر ہوتا ہے کہ اس چیز کی ساخت، تیاری کا طریقہ، حرارتی عمل، اور سطح کی حالت اور ماحولیاتی حالات۔ . لہٰذا، تمام عملی اشیاء پر بلیک باڈی ریڈی ایشن کے قانون کا اطلاق کرنے کے لیے، مواد کی خصوصیات اور سطح کی حالت سے متعلق ایک تناسبی عنصر کو متعارف کرایا جانا چاہیے، یعنی اخراج۔ یہ گتانک اس بات کی نمائندگی کرتا ہے کہ کسی حقیقی شے کی حرارتی تابکاری بلیک باڈی کے کتنے قریب ہے، اور اس کی قدر صفر اور 1 سے کم کے درمیان ہے۔ کسی بھی چیز کی انفراریڈ تابکاری کی خصوصیات معلوم کی جا سکتی ہیں۔
اخراج کو متاثر کرنے والے اہم عوامل یہ ہیں:
مواد کی قسم، سطح کی کھردری، فزیوکیمیکل ڈھانچہ اور مواد کی موٹائی وغیرہ۔
ہدف کے درجہ حرارت کی پیمائش کرنے کے لیے انفراریڈ ریڈی ایشن تھرمامیٹر کا استعمال کرتے وقت، اس کی طول موج کی حد میں ہدف کی انفراریڈ تابکاری کو پہلے ناپا جانا چاہیے، اور پھر تھرمامیٹر کے ذریعے ناپے گئے ہدف کے درجہ حرارت کا حساب لگانا چاہیے۔ یک رنگی تھرمامیٹر بینڈ میں تابکاری کی مقدار کے متناسب ہوتے ہیں: دو رنگوں کے تھرمامیٹر دو بینڈوں میں تابکاری کے تناسب کے متناسب ہوتے ہیں۔
اورکت نظام:
انفراریڈ تھرمامیٹر آپٹیکل سسٹم، فوٹو ڈیٹیکٹر، سگنل ایمپلیفائر، سگنل پروسیسنگ، ڈسپلے آؤٹ پٹ اور دیگر حصوں پر مشتمل ہوتا ہے۔ آپٹیکل سسٹم ہدف کی انفراریڈ تابکاری توانائی کو اپنے فیلڈ آف ویو میں مرتکز کرتا ہے، اور فیلڈ آف ویو کے سائز کا تعین تھرمامیٹر کے آپٹیکل حصوں اور ان کی پوزیشنوں سے کیا جاتا ہے۔ اورکت توانائی ایک فوٹو ڈیٹیکٹر پر مرکوز ہوتی ہے اور اسی برقی سگنل میں تبدیل ہوتی ہے۔ ایمپلیفائر اور سگنل پروسیسنگ سرکٹ کے ذریعے درست کیے جانے کے بعد سگنل کو ناپے گئے ہدف کے درجہ حرارت کی قدر میں تبدیل کیا جاتا ہے، اور آلے کی اندرونی تھراپی کے الگورتھم اور ہدف کے اخراج کے مطابق درست کیا جاتا ہے۔
اورکت تھرمامیٹر کے انتخاب کو تین پہلوؤں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:
کارکردگی کے اشارے، جیسے درجہ حرارت کی حد، جگہ کا سائز، کام کرنے والی طول موج، پیمائش کی درستگی، ردعمل کا وقت، وغیرہ؛ ماحول اور کام کے حالات، جیسے محیطی درجہ حرارت، کھڑکی، ڈسپلے اور آؤٹ پٹ، تحفظ کے لوازمات وغیرہ۔ دوسرے اختیارات، جیسے استعمال میں آسانی، دیکھ بھال اور انشانکن کارکردگی اور قیمت وغیرہ، کا بھی تھرمامیٹر کے انتخاب پر ایک خاص اثر پڑتا ہے۔ ٹیکنالوجی اور مسلسل ترقی کے ساتھ، بہترین ڈیزائن اور انفراریڈ تھرمامیٹر میں نئی پیشرفت صارفین کو مختلف قسم کے فعال اور کثیر مقصدی آلات فراہم کرتی ہے، جس سے انتخاب کو وسعت ملتی ہے۔
درجہ حرارت کی حد کا تعین کریں:
درجہ حرارت کی پیمائش کی حد تھرمامیٹر کا سب سے اہم کارکردگی کا اشاریہ ہے۔ مثال کے طور پر، Raytek پروڈکٹس -50 ڈگری - جمع 3000 ڈگری کی حد کا احاطہ کرتے ہیں، لیکن یہ ایک قسم کے انفراریڈ تھرمامیٹر سے نہیں کیا جا سکتا۔ تھرمامیٹر کے ہر ماڈل کی اپنی مخصوص درجہ حرارت کی حد ہوتی ہے۔ لہذا، صارف کی پیمائش شدہ درجہ حرارت کی حد کو درست اور جامع سمجھا جانا چاہیے، نہ بہت تنگ اور نہ زیادہ چوڑا۔ بلیک باڈی ریڈی ایشن کے قانون کے مطابق، سپیکٹرم کے شارٹ ویو بینڈ میں درجہ حرارت کی وجہ سے ریڈیئنٹ انرجی کی تبدیلی، اخراج کی خرابی کی وجہ سے ریڈینٹ انرجی کی تبدیلی سے زیادہ ہوگی۔
ہدف کے سائز کا تعین کریں:
اصول کے مطابق، انفراریڈ تھرمامیٹروں کو یک رنگی تھرمامیٹر اور دوہری رنگ کے تھرمامیٹر (تابکاری رنگین تھرمامیٹر) میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ یک رنگی تھرمامیٹر کے لیے، جس ہدف کا رقبہ ناپا جانا ہے اسے درجہ حرارت کی پیمائش کے دوران تھرمامیٹر کے منظر کے میدان کو بھرنا چاہیے۔ یہ تجویز کیا جاتا ہے کہ ماپا ہدف کا سائز منظر کے میدان کے 50 فیصد سے زیادہ ہو۔ اگر ہدف کا سائز منظر کے میدان سے چھوٹا ہے، تو پس منظر کی دیپتمان توانائی تھرمامیٹر کی سمعی و بصری شاخ میں داخل ہو کر درجہ حرارت کی پیمائش کے پڑھنے میں مداخلت کرے گی، جس کے نتیجے میں خرابیاں پیدا ہوں گی۔ اس کے برعکس، اگر ہدف تھرمامیٹر کے منظر کے میدان سے بڑا ہے، تو تھرمامیٹر پیمائش کے علاقے سے باہر کے پس منظر سے متاثر نہیں ہوگا۔
Raytek دو رنگوں کے تھرمامیٹر کے لیے، درجہ حرارت کا تعین دو آزاد طول موج بینڈوں میں دیپتمان توانائی کے تناسب سے کیا جاتا ہے۔ لہذا، جب ناپا گیا ہدف چھوٹا ہو اور سائٹ سے بھرا نہ ہو، اور پیمائش کے راستے پر دھوئیں، دھول اور رکاوٹوں کی موجودگی تابکاری کی توانائی کو کم کرے گی، تو یہ پیمائش کے نتائج کو متاثر نہیں کرے گی۔ یہاں تک کہ جب توانائی 95 فیصد تک کم ہو جائے، تب بھی مطلوبہ درجہ حرارت کی پیمائش کی درستگی کی ضمانت دی جا سکتی ہے۔ چھوٹے ہدف کے لیے، جو حرکت میں ہے یا ہل رہا ہے، بعض اوقات منظر کے میدان میں حرکت کرتا ہے، یا جزوی طور پر منظر کے میدان سے باہر نکل سکتا ہے، ان حالات میں، دو رنگوں کے تھرمامیٹر کا استعمال بہترین انتخاب ہے۔ اگر تھرمامیٹر اور ہدف کے درمیان براہ راست ہدف بنانا ناممکن ہے، پیمائش کا راستہ خم دار، تنگ، رکاوٹ وغیرہ ہے، تو دو رنگوں کا فائبر آپٹک تھرمامیٹر بہترین انتخاب ہے۔ یہ اس کے چھوٹے قطر اور مڑے ہوئے، مسدود اور تہہ شدہ چینلز میں آپٹیکل ریڈی ایشن توانائی کو منتقل کرنے کی لچک کی وجہ سے ہے، اس طرح ان اہداف کی پیمائش کو قابل بناتا ہے جن تک رسائی مشکل، سخت حالات، یا برقی مقناطیسی شعبوں کے قریب ہے۔
آپٹیکل ریزولوشن کا تعین کرنا (فاصلہ اور حساسیت)
آپٹیکل ریزولوشن کا تعین D سے S کے تناسب سے کیا جاتا ہے، جو کہ تھرمامیٹر سے ہدف اور پیمائش کے مقام کے قطر کے درمیان فاصلے D کا تناسب ہے، S۔ اگر تھرمامیٹر کو ماحولیات کی وجہ سے ہدف سے بہت دور نصب کرنا ضروری ہے۔ حالات، اور چھوٹے اہداف کی پیمائش کی جانی ہے، ہائی آپٹیکل ریزولوشن والا تھرمامیٹر منتخب کیا جانا چاہیے۔ آپٹیکل ریزولوشن جتنا زیادہ ہوگا، D:S تناسب جتنا زیادہ ہوگا، تھرمامیٹر کی قیمت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔
طول موج کی حد کا تعین کریں:
ٹارگٹ میٹریل کی اخراج اور سطحی خصوصیات تھرمامیٹر کے طیفیاتی ردعمل یا طول موج کا تعین کرتی ہیں۔ اعلی عکاسی مرکب مواد کے لئے، ایک کم یا مختلف اخراج ہے. اعلی درجہ حرارت والے علاقے میں، دھاتی مواد کی پیمائش کے لیے بہترین طول موج قریب اورکت ہے، اور 0۔{2}} کی طول موج کا انتخاب کیا جا سکتا ہے۔{3}}μm۔ دوسرے درجہ حرارت والے زون 1.6μm، 2.2μm اور 3.9μm طول موج کا انتخاب کر سکتے ہیں۔ چونکہ کچھ مواد مخصوص طول موج پر شفاف ہوتے ہیں، اس لیے انفراریڈ توانائی ان مواد میں داخل ہو جائے گی، اس لیے اس مواد کے لیے خصوصی طول موج کا انتخاب کیا جانا چاہیے۔ مثال کے طور پر، شیشے کے اندرونی درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے 10 μm، 2.2 μm اور 3.9 μm کی طول موج (جس شیشے کی جانچ کی جائے وہ بہت موٹا ہونا چاہیے، ورنہ یہ گزر جائے گا) کا انتخاب کیا جاتا ہے؛ شیشے کے اندرونی درجہ حرارت کی پیمائش کے لیے 5۔ 8-14 μm کی طول موج کم پیمائش والے علاقے کے لیے موزوں ہے۔ پولی تھیلین پلاسٹک فلم کی پیمائش کے لیے 3.43 μm کی طول موج کا انتخاب کیا گیا ہے، اور 4.3 μm یا 7.9 μm کی طول موج کو پالئیےسٹر کے لیے منتخب کیا گیا ہے۔ اگر موٹائی 0.4mm سے زیادہ ہے، تو 8-14μm کی طول موج منتخب کی جاتی ہے۔ مثال کے طور پر، تنگ بینڈ 4۔ شعلے میں N02 کی پیمائش کریں۔
جوابی وقت کا تعین کریں:
رسپانس ٹائم ناپے ہوئے درجہ حرارت کی تبدیلی کے لیے انفراریڈ تھرمامیٹر کی رسپانس اسپیڈ کی نمائندگی کرتا ہے، جس کی تعریف زیادہ سے زیادہ پڑھنے کی توانائی کے 95 فیصد تک پہنچنے کے لیے درکار وقت کے طور پر کی جاتی ہے۔ اس کا تعلق فوٹو ڈیٹیکٹر، سگنل پروسیسنگ سرکٹ اور ڈسپلے سسٹم کے مستقل وقت سے ہے۔ bytek کے نئے انفراریڈ تھرمامیٹر کا رسپانس ٹائم 1ms تک پہنچ سکتا ہے۔ یہ رابطہ درجہ حرارت کی پیمائش کے طریقہ سے بہت تیز ہے۔ اگر ہدف کی حرکت کی رفتار بہت تیز ہے یا تیز حرارتی ہدف کی پیمائش کرتے وقت، فاسٹ رسپانس انفراریڈ تھرمامیٹر کا انتخاب کیا جانا چاہیے، بصورت دیگر کافی سگنل رسپانس حاصل نہیں کیا جائے گا، جس سے پیمائش کی درستگی کم ہو جائے گی۔ تاہم، تمام ایپلی کیشنز کو تیز رسپانس انفراریڈ تھرمامیٹر کی ضرورت نہیں ہے۔ تھرمل جڑتا کے ساتھ اسٹیشنری یا ٹارگٹ تھرمل عمل کے لیے، تھرمامیٹر کے ردعمل کے وقت میں نرمی کی جا سکتی ہے۔ لہذا، انفراریڈ تھرمامیٹر کے رسپانس ٹائم کے انتخاب کو ناپے گئے ہدف کی صورتحال کے مطابق ڈھال لیا جانا چاہیے۔
سگنل پروسیسنگ فنکشن:
مجرد عمل (جیسے پرزوں کی پیداوار) کی پیمائش مسلسل عمل سے مختلف ہے، جس میں اورکت تھرمامیٹر کو سگنل پروسیسنگ کے افعال کی ضرورت ہوتی ہے (جیسے چوٹی ہولڈ، ویلی ہولڈ، اوسط قدر)۔ مثال کے طور پر، کنویئر بیلٹ پر شیشے کی پیمائش کرتے وقت، چوٹی ہولڈ استعمال کرنا ضروری ہے، اور اس کے درجہ حرارت کا آؤٹ پٹ سگنل کنٹرولر کو منتقل کیا جاتا ہے۔
غور کرنے کے لئے ماحولیاتی حالات:
تھرمامیٹر کے ماحولیاتی حالات پیمائش کے نتائج پر بہت زیادہ اثر انداز ہوتے ہیں، جن پر غور کیا جانا چاہیے اور مناسب طریقے سے حل کیا جانا چاہیے، ورنہ یہ درجہ حرارت کی پیمائش کی درستگی کو متاثر کرے گا اور یہاں تک کہ تھرمامیٹر کو نقصان پہنچائے گا۔ جب محیطی درجہ حرارت بہت زیادہ ہو اور وہاں دھول، دھواں اور بھاپ ہو تو حفاظتی جیکٹس، واٹر کولنگ، ایئر کولنگ سسٹم، اور مینوفیکچرر کی طرف سے فراہم کردہ ایئر پیوریفائر جیسے لوازمات استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ یہ لوازمات ماحولیاتی اثرات کو مؤثر طریقے سے حل کر سکتے ہیں اور درجہ حرارت کی درست پیمائش کے لیے تھرمامیٹر کی حفاظت کر سکتے ہیں۔ لوازمات کی شناخت کرتے وقت، تنصیب کی لاگت کو کم کرنے کے لیے معیاری خدمات کی زیادہ سے زیادہ ضرورت ہونی چاہیے۔ جب دھواں، دھول یا دیگر ذرات ناپے گئے توانائی کے سگنل کو کم کر دیتے ہیں، تو دو رنگوں کا تھرمامیٹر بہترین انتخاب ہوتا ہے۔ شور، برقی مقناطیسی میدان، کمپن یا ناقابل رسائی ماحولیاتی حالات، یا دیگر سخت حالات میں، فائبر آپٹک دوہری رنگ کے تھرمامیٹر بہترین انتخاب ہیں۔
مہر بند یا خطرناک مواد کے استعمال میں (جیسے کنٹینرز یا ویکیوم بکس)، تھرمامیٹر کھڑکی سے مشاہدہ کرتا ہے۔ مواد میں کافی طاقت ہونی چاہیے اور استعمال کیے گئے تھرمامیٹر کی ورکنگ ویو لینتھ رینج سے گزرنا چاہیے۔ یہ تعین کرنے کے لیے بھی ضروری ہے کہ آیا آپریٹر کو بھی کھڑکی کے ذریعے مشاہدہ کرنے کی ضرورت ہے، لہذا باہمی اثر و رسوخ سے بچنے کے لیے مناسب تنصیب کی جگہ اور کھڑکی کے مواد کا انتخاب کریں۔ کم درجہ حرارت کی پیمائش کی ایپلی کیشنز میں، Ge یا Si مواد عام طور پر کھڑکیوں کے طور پر استعمال ہوتے ہیں، جو نظر آنے والی روشنی کے لیے مبہم ہوتے ہیں، اور انسانی آنکھ کھڑکی کے ذریعے ہدف کا مشاہدہ نہیں کر سکتی۔ اگر آپریٹر کو کھڑکی کے ہدف سے گزرنے کی ضرورت ہے، تو ایک نظری مواد استعمال کیا جانا چاہیے جو انفراریڈ تابکاری اور نظر آنے والی روشنی دونوں کو منتقل کرے۔ مثال کے طور پر، ایک نظری مواد جو انفراریڈ تابکاری اور مرئی روشنی دونوں کو منتقل کرتا ہے، جیسے ZnSe یا BaF2، کو کھڑکی کے مواد کے طور پر استعمال کیا جانا چاہیے۔
چلانے میں آسان اور استعمال میں آسان:
انفراریڈ تھرمامیٹر بدیہی، چلانے میں آسان اور آپریٹرز کے لیے استعمال میں آسان ہونا چاہیے۔ ان میں سے، ایک پورٹیبل انفراریڈ تھرمامیٹر ایک چھوٹا، ہلکا پھلکا، اور پورٹیبل درجہ حرارت کی پیمائش کا آلہ ہے جو درجہ حرارت کی پیمائش اور ڈسپلے آؤٹ پٹ کو مربوط کرتا ہے۔ ڈسپلے پینل درجہ حرارت اور آؤٹ پٹ مختلف درجہ حرارت کی معلومات کو ظاہر کر سکتا ہے، اور کچھ کو ریموٹ کنٹرول یا کمپیوٹر سافٹ ویئر پروگرام کے ذریعے چلایا جا سکتا ہے۔
سخت اور پیچیدہ ماحولیاتی حالات کی صورت میں، آسان تنصیب اور ترتیب کے لیے علیحدہ درجہ حرارت کی پیمائش کرنے والے سر اور ڈسپلے کے ساتھ ایک نظام کا انتخاب کیا جا سکتا ہے۔ سگنل آؤٹ پٹ فارم جو موجودہ کنٹرول آلات سے میل کھاتا ہے منتخب کیا جا سکتا ہے۔
اورکت تابکاری تھرمامیٹر کی انشانکن:
انفراریڈ تھرمامیٹر کو ناپا جانے والے ہدف کے درجہ حرارت کو درست طریقے سے ظاہر کرنے کے لیے کیلیبریٹ کیا جانا چاہیے۔ اگر استعمال شدہ تھرمامیٹر استعمال میں برداشت سے باہر ہے، تو اسے دوبارہ کیلیبریشن کے لیے مینوفیکچرر یا مرمت کے مرکز کو واپس کرنے کی ضرورت ہے۔
