रेडिएशन पाइरोमीटर

विकिरण पायरोमीटर या इन्फ्रारेड पायरोमीटर | Radiation Pyrometer in Hindi

Radiation Pyrometer in Hindi-ज्यादातर मामलों में, विकिरण पायरोमीटर(Radiation Pyrometerr) का उपयोग 750 डिग्री सेल्सियस से अधिक किसी भी तापमान को मापने के लिए किया जाता है। तापमान संवेदक(temperature sensor) या थर्मामीटर को  इस प्रकार में मापन में  उस वस्तु के संपर्क में आने की आवश्यकता नहीं होती है जिसका तापमान मापा जाना है। पारंपरिक थर्मामीटर बहुत अधिक तापमान पर गर्म वस्तुओं को छूने के लिए बिल्कुल भी आदर्श नहीं हैं क्युकी बहुत अधिक तापमान पर थर्मामीटर के पिघल जाने का खतरा हमेशा रहता है। इसके अतिरिक्त, कभी-कभी गर्म वस्तु (जिसका तापमान मापना होता है) इतने छोटे मार्ग के साथ एक सिस्टम में स्थित होती है कि उसके पास थर्मामीटर को पहुचाना बहुत कठिन होता है। इस उदाहरण में भी तापमान को मापने के लिए विकिरण पायरोमीटर का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है। इन उपकरणों का प्राथमिक लाभ  यह है कि ये हॉट बॉडी निकलने वाले विकिरण का पता लगाते हैं और विकिरण की इंटेंसिटी के आधार पर हॉट बॉडी के तापमान को मापते है और रिकॉर्ड करते हैं।

विकिरण पायरोमीटर की ऑपरेटिंग रेंज | विकिरण पायरोमीटर की तापमान सीमा | Operating range of Radiation Pyrometer in Hindi

विकिरण पायरोमीटर का उपयोग 750 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान को मापने के लिए किया जा सकता है। विकिरण पायरोमीटर की कोई उच्च सीमा नहीं है।

विकिरण पायरोमीटर का कार्य सिद्धांत |Working Principle of Radiation Pyrometer in Hindi

इस स्टेटमेंट के अनुसार कि ” गर्म पिंड से निकलने वाली विकिरण ऊर्जा को मापकर किसी पिंड के तापमान का पता लगाया जा सकता है,” विकिरण पायरोमीटर काम करते हैं। शरीर द्वारा उत्सर्जित कुल तापीय विकिरण की गणना सूत्र Q = σ • T4 (in Wm2) का उपयोग करके स्टीफन बोल्ट्जमैन के नियम का उपयोग करके की जा सकती है।

जहां, T = केल्विन में पूर्ण तापमान

और σ = स्टीफन बोल्ट्जमैन का स्थिरांक Wm^-2K^-4 में

विकिरण पायरोमीटर का निर्माण |Construction of Radiation Pyrometer in Hindi

तीन मुख्य भाग विकिरण पायरोमीटर के तीन मुख्य भाग होते हैं:

लेंस:

इस उपकरण का उपयोग पिंड के विकिरणित विकिरण को निर्देशित करने के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग पिंड  के तापमान को प्राप्त करने वाले एलिमेंट पर निर्धारित(Focus) करने के लिए किया जाता है।

रिसीविंग एलिमेंट:

थर्मोकपल या रेजिस्टेंस थर्मामीटर को रिसीविंग एलिमेंट के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

रिकॉर्डिंग डिवाइस:

रीडिंग प्राप्त करने के लिए, एक तापमान संकेतक, रिकॉर्डर, या नियंत्रक receiving end वाले छोर से जुड़ा होता है।

विकिरण पायरोमीटर कैसे काम करता है? | How Does Infrared Pyrometer work in hindi

पायरोमीटर एक लेंस के माध्यम से receiving elements (thermocouple) पर एक गर्म पिंड द्वारा विकिरणित कुल ऊर्जा को एकत्र करता है और केंद्रित करता है। एक ईएमएफ (EMF) तब विकसित होता है जब गर्म विकिरण थर्मोकपल से टकराता है। इस ईएमएफ को मापने के लिए एक मिलीवोल्टमीटर का उपयोग किया जाता है, जिसे तुरंत तापमान की रीडिंग को प्रदर्शित करने के लिए कैलिब्रेट किया जाता है। अवांछित दिशाओं में विकिरण के परावर्तन को रोकने के लिए अवतल दर्पणों का उपयोग किया जाता है। जैसा कि चित्र 1 में देखा गया है, अवतल दर्पण उन्हें वापस receiving elements में भेजते हैं।

विकिरण पायरोमीटर के प्रकार | Types of Radiation Pyrometer in Hindi :

विकिरण या इन्फ्रारेड पायरोमीटर रूप से दो अलग-अलग प्रकारों में आते हैं: फिक्स्ड फोकस और वेरिएबल फोकस (fixed focus and variable focus.)

फिक्स्ड फोकस टाइप रेडिएशन पायरोमीटर | Fixed Focus Type Radiation Pyrometer in hindi

इसका प्रमुख घटक एक लंबी ट्यूब है जिसके अंत में अवतल दर्पण लगा हुआ होता है, जैसा कि चित्र में  दर्शाया गया है। एक संवेदनशील थर्मोकपल को उचित दूरी पर अवतल दर्पण के सामने रखा जाता है ताकि सामने के छोर पर ट्यूब के संकीर्ण उद्घाटन( Narrow Opening) के माध्यम से ट्यूब में प्रवेश करने वाला ताप विकिरण अवतल दर्पण द्वारा परावर्तित हो जाये और थर्मोकपल के गर्म जंक्शन पर केंद्रित हो। कोई फर्क नहीं पड़ता कि कोई गर्म वस्तु उपकरण से कितनी दूर है, विकिरण हमेशा थर्मोकपल पर निर्देशित( Focused) होता है, इसके स्थायी(fixed) अवतल दर्पण मुख्य रूप से जिम्मेदार होता है । यह उपकरण को दिए गए “फिक्स्ड फोकस टाइप रेडिएशन पायरोमीटर” नाम का आधार है। थर्मोकपल के ईएमएफ को फिर एक मिलीवोल्टमीटर या गैल्वेनोमीटर का उपयोग करके मापा जाता है, जिसे त्वरित तापमान रीडिंग प्रदान करने के लिए सीधे तापमान के साथ कैलिब्रेट किया जा सकता है।

परिवर्तनीय फोकस प्रकार विकिरण पायरोमीटर | Variable focus Type Radiation Pyrometer:

फिक्स्ड फोकस रेडिएशन पायरोमीटर के विपरीत Variable focus Type Radiation Pyrometer, अवतल दर्पण के स्थान को बदलने के लिए उपकरण के साथ संलग्न समायोजन घुंडी(adjustment knob) का उपयोग किया जा सकता है। इसके Variable अवतल दर्पण के कारण डिवाइस को एक परिवर्तनीय फोकस विकिरण पायरोमीटर के रूप में जाना जाता है। अवतल दर्पण  जिसे स्टील से बारीक पॉलिश किया गया है । अवतल दर्पण गर्म वस्तु से गर्मी की किरणों को काले थर्मो जंक्शन ,जिसमें एक छोटी तांबे या चांदी की डिस्क होती है, जिस पर जंक्शन बनाने वाले तारों को मिलाया जाता है पर प्रतिबिंबित करने से पहले प्राप्त करता है, प्राथमिक अवतल दर्पण के केंद्र में eyepiece और छेद के माध्यम से, हॉट बॉडी की दृश्य छवि थर्मोकपल जंक्शन से जुड़ी छोटी धातु डिस्क पर दिखाई देती है। थर्मोकपल जंक्शन से जुड़ी छोटी धातु डिस्क के साथ फोकस को संरेखित करने के लिए, मुख्य अवतल दर्पण की स्थिति को संशोधित किया जाता है। एक इलेक्ट्रोमोटिव बल तब बनता है जब छोटे धातु डिस्क पर थर्मल चित्र के परिणामस्वरूप थर्मो जंक्शन को गर्म किया जाता है। इस ऊष्मीय रूप से उत्पन्न ईएमएफ की निगरानी के लिए एक मिलीवोल्टमीटर या एक गैल्वेनोमीटर का उपयोग करके, वस्तु का तापमान मापा जा सकता है।

ऑप्टिकल पायरोमीटर और रेडिएशन पायरोमीटर के बीच अंतर | Difference Between Optical Pyrometer and Radiation Pyrometer:

Sr No	तुलना बिंदु	ऑप्टिकल पयरोमीटर/ Optical Pyrometer	रेडिएशन पयरोमीटर/ Radiation Pyrometer
1	तापमान माप की सीमा	यह तापमान को 700°C से -3000°C तक के तापमान को माप सकता है	रेडिएशन पायरोमीटर 750 डिग्री सेल्सियस से अधिक तापमान को मापने के लिए उपयोगी होते हैं।
2	संवेदनशीलता	अच्छी	बेहतर
3	कैलिब्रेशन	आम टंगस्टन स्ट्रिप लाइट से तुलना के आधार पर।	एक स्टैण्डर्ड ऑप्टिकल पायरोमीटर से तुलना के अआधर पर।
4	सटीकता /Accuracy	कम सटीकता	अधिक सटीक
5	कैसे कार्य करते है	हीटिंग फिलामेंट के रंग से हॉट बॉडी के रंग की तुलना करते है  ।	थर्मोकपल के गर्म जंक्शन पर, लेंस द्वारा विकिरण ऊर्जा को केंद्रित करते हैं।
6	स्थिरता	बेहतर	अच्छी
7	Output	एक रंग, गर्म फिलामेंट जिसका तापमान ज्ञात होता है के रंग से विपरीत होता है ।	ईएमएफ, जिससे उपकरण हॉट बॉडी के तापमान को माप सकता है।
8	Cost/ कीमत	ये महंगे होते हैं ।	अपेक्षाकृत कम महंगे होते है ।

 

रेडिएशन पायरोमीटर के फायदे और नुकसान | Advantages and Disadvantages of Radiation Pyrometer in hindi:

 रेडिएशन पाइरोमेटर के निम्नलिखित लाभ हैं-

 विकिरण पायरोमीटर के लाभ | Advantages of Radiation Pyrometer in hindi:

• थर्मोकपल के पिघलने की संभावना के कारण उच्च तापमान को मापने में असमर्थता की बजह से रेडिएशन पायरोमीटर उपयुक्त होते हैं।
• जिस वस्तु का तापमान मापा जा रहा है, उससे कोई सीधा संपर्क नहीं होता है।
• त्वरित प्रतिक्रिया समय।
• उचित लागत पर उच्च उत्पादकता।
• संक्षारक वातावरण का इस पर कम प्रभाव पड़ता है।
• पूरे पैमाने की 2% की उच्च सटीकता।

विकिरण पायरोमीटर के नुकसान | Disadvantages of Radiation Pyrometer in hindi:

• अरेखीय मापनीयता
• गलतियाँ जो विकिरण को अवशोषित करने वाली गैसों या वाष्प के बीच में आने के परिणामस्वरूप हो सकती हैं।
• तापमान का मापन हॉट बॉडी के उत्सर्जन से प्रभावित होता है।
• दर्पण या लेंस पर मलबा या धूल के कारण उपकरण हॉट बॉडी के वास्तविक तापमान से कम तापमान को पढ़ता है।

विकिरण पायरोमीटर के अनुप्रयोग | Applications of Radiation Pyrometer in hindi:

• मुश्किल से पहुंचने वाले घटकों या भट्टियों, अंदरूनी हिस्सों, बॉयलरों आदि जैसे अनुप्रयोगों में तापमान को मापने के लिए इसे प्राथमिकता दी जाती है।
• यह उन वस्तुओं या क्षेत्रों के तापमान को मापता है जिन तक पहुंचना मुश्किल है।
• इसका उपयोग व्यापक सतहों के विशिष्ट तापमान को मापने के लिए किया जाता है।
• इसका उपयोग अदृश्य विकिरण तरंगों के साथ-साथ गतिमान लक्ष्यों और वस्तुओं के तापमान का आकलन करने के लिए किया जाता है।
• संक्षारक परिवेशी परिस्थितियों में काम करने पर तापमान माप उपकरण दूषित हो सकते हैं।

 

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न:

1.वास्तव में पायरोमीटर क्या है?

एक रिमोट-सेंसिंग थर्मामीटर जो सतह के तापमान को मापता है उसे “पायरोमीटर” कहा जाता है।

2.ऑप्टिकल पायरोमीटर का उद्देश्य क्या है?

इसका उपयोग विभिन्न औद्योगिक अनुप्रयोगों में गैर-संपर्क उच्च तापमान का पता लगाने के लिए किया जाता है।

3.पायरोमीटर कैसे कार्य करता है ?

पायरोमीटर का मुख्य कार्य किसी वस्तु के संपर्क में आए बिना उसके द्वारा उत्सर्जित ऊष्मा या ऊर्जा का पता लगाकर उसका तापमान मापना  है।

4.ऑप्टिकल पायरोमीटर की माप सीमा क्या है?

ऑप्टिकल पायरोमीटर की ऑपरेटिंग रेंज 700 डिग्री सेल्सियस और 3,000 डिग्री सेल्सियस के बीच है।

5.लाल फिल्टर का उद्देश्य क्या है?

एक लाल फिल्टर का उपयोग करके, जो eyepiece और संदर्भ बल्ब के बीच स्थित होता है, तरंग दैर्ध्य बैंड को संकुचित कर दिया जाता है।

 

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