વિવિધ તાપમાન સેન્સરના ફાયદા અને ગેરફાયદા

ઘણી તકનીકી પ્રક્રિયાઓમાં, સૌથી મહત્વપૂર્ણ ભૌતિક જથ્થાઓમાંનું એક તાપમાન છે. ઉદ્યોગમાં, માપન માટે તાપમાન સેન્સરનો ઉપયોગ થાય છે. આ સેન્સર તાપમાનની માહિતીને ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરે છે, જે પછી ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને ઓટોમેશન દ્વારા પ્રક્રિયા અને અર્થઘટન કરવામાં આવે છે. પરિણામે, તાપમાન મૂલ્ય કાં તો ફક્ત ડિસ્પ્લે પર પ્રદર્શિત થાય છે, અથવા સાધનોના એક અથવા બીજા ભાગના ઑપરેટિંગ મોડને આપમેળે બદલવા માટેના આધાર તરીકે સેવા આપે છે.

એક રીતે અથવા બીજી રીતે, તાપમાન સેન્સર આજે અનિવાર્ય છે, ખાસ કરીને ઉદ્યોગમાં. અને તમારા હેતુ માટે યોગ્ય સેન્સર પસંદ કરવું મહત્વપૂર્ણ છે, વિવિધ પ્રકારના તાપમાન સેન્સરની વિશિષ્ટ સુવિધાઓને સ્પષ્ટપણે સમજીને. અમે તે વિશે પછીથી વાત કરીશું.

વિવિધ હેતુઓ માટે વિવિધ સેન્સર

તકનીકી રીતે, તાપમાન સેન્સરને બે મોટા જૂથોમાં વહેંચવામાં આવે છે: સંપર્ક અને બિન-સંપર્ક. બિન-સંપર્ક સેન્સર તેમના કાર્યમાં માપનના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરે છે ઇન્ફ્રારેડ પરિમાણોદૂરની સપાટીથી આવે છે.

બીજી તરફ, કોન્ટેક્ટ સેન્સર, બજારમાં વધુ વ્યાપક રીતે, અલગ પડે છે કે તાપમાન માપવાની પ્રક્રિયામાં તેમના સેન્સર તત્વ સપાટી અથવા માધ્યમ સાથે સીધા સંપર્કમાં હોય છે જેનું તાપમાન માપવાનું હોય છે. આમ, વિવિધ પ્રકારના તાપમાન સેન્સરના ફાયદા અને ગેરફાયદાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, સંપર્ક સેન્સર્સની વિગતવાર તપાસ કરવી, તેમના પ્રકારો, લાક્ષણિકતાઓની તુલના કરવી સૌથી વધુ યોગ્ય રહેશે.

તાપમાન સેન્સર પસંદ કરતી વખતે, પ્રથમ વસ્તુ એ નક્કી કરવાનું છે કે તાપમાન માપવા માટે તે કેવી રીતે જરૂરી રહેશે. ઇન્ફ્રારેડ સેન્સર સપાટીથી થોડા અંતરે તાપમાનને માપવામાં સક્ષમ હશે, તેથી તે મૂળભૂત મહત્વ ધરાવે છે કે સેન્સર અને સપાટી જે તરફ તેને નિર્દેશિત કરવામાં આવશે તે વચ્ચે, વાતાવરણ શક્ય તેટલું પારદર્શક અને સ્વચ્છ હોય, અન્યથા તાપમાન ડેટા વિકૃત થશે (જુઓ - સાધનોની કામગીરી દરમિયાન બિન-સંપર્ક તાપમાન માપન).

સંપર્ક સેન્સર તમને સપાટીના તાપમાનને સીધી રીતે અથવા તે જે પર્યાવરણના સંપર્કમાં છે તે માપવા માટે પરવાનગી આપશે, તેથી આસપાસના વાતાવરણની સ્વચ્છતા સામાન્ય રીતે મહત્વપૂર્ણ નથી. અહીં, સેન્સર અને પરીક્ષણ સામગ્રી વચ્ચેનો સીધો અને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાનો સંપર્ક નિર્ણાયક છે.

કોન્ટેક્ટ પ્રોબનું ઉત્પાદન અનેક તકનીકોમાંથી એકનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે: થર્મિસ્ટર, રેઝિસ્ટન્સ થર્મોમીટર અથવા થર્મોકોપલ. દરેક તકનીકમાં તેના ફાયદા અને ગેરફાયદા છે.

થર્મિસ્ટર ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોય છે, તેની કિંમત થર્મોકોપલ્સ અને રેઝિસ્ટન્સ થર્મોમીટર્સની વચ્ચે હોય છે, પરંતુ તે ચોકસાઈ અને રેખીયતામાં ભિન્ન હોતી નથી.

થર્મોકોપલ વધુ ખર્ચાળ છે, તે તાપમાનના ફેરફારો પર ઝડપથી પ્રતિક્રિયા આપે છે, માપ થર્મિસ્ટર કરતાં વધુ રેખીય હશે, પરંતુ ચોકસાઈ અને સંવેદનશીલતા ઊંચી નથી.

રેઝિસ્ટન્સ થર્મોમીટર એ ત્રણમાંથી સૌથી સચોટ છે, તે રેખીય છે પરંતુ ઓછું સંવેદનશીલ છે, જો કે તે કિંમતમાં થર્મોકોલ કરતાં સસ્તું છે.

વધુમાં, સેન્સર પસંદ કરતી વખતે, તમારે માપેલા તાપમાનની શ્રેણી પર ધ્યાન આપવું જોઈએ, થર્મોકોપલ્સ અને પ્રતિકાર થર્મોમીટર્સ માટે તે ઉપયોગમાં લેવાતા સંવેદનશીલ તત્વની સામગ્રી પર આધારિત છે. તેથી તમારે કંઈક સમાધાન શોધવું પડશે.

થર્મોકોલ

તાપમાન સેન્સર્સ થર્મોકોલ કામ આભાર સીબેકોવ અસર… વિવિધ ધાતુઓના બે વાયરને એક છેડે સોલ્ડર કરવામાં આવે છે — આ થર્મોકોલનું કહેવાતું ગરમ ​​જંકશન છે, જે માપેલા તાપમાનના સંપર્કમાં આવે છે. વાયરની વિરુદ્ધ બાજુએ, તેમના છેડાનું તાપમાન બદલાતું નથી, આ સ્થાને એક સંવેદનશીલ વોલ્ટમીટર જોડાયેલ છે.

વોલ્ટમીટર દ્વારા માપવામાં આવતા વોલ્ટેજ ગરમ જંકશન અને વોલ્ટમીટર સાથે જોડાયેલા વાયર વચ્ચેના તાપમાનના તફાવત પર આધાર રાખે છે. થર્મોકોપલ્સ ધાતુઓમાં અલગ પડે છે જે તેમના ગરમ જંકશન બનાવે છે, જે ચોક્કસ થર્મોકોપલ સેન્સર માટે માપેલા તાપમાનની શ્રેણી નક્કી કરે છે.

નીચે આ વિવિધતાના વિવિધ પ્રકારના સેન્સર્સનું કોષ્ટક છે. જરૂરી તાપમાન શ્રેણી અને પર્યાવરણની પ્રકૃતિના આધારે સેન્સરનો પ્રકાર પસંદ કરવામાં આવે છે.

પ્રકાર E સેન્સર ઓક્સિડાઇઝિંગ અથવા નિષ્ક્રિય વાતાવરણમાં ઉપયોગ માટે યોગ્ય છે. પ્રકાર J — શૂન્યાવકાશ, નિષ્ક્રિય અથવા ઘટાડતા વાતાવરણમાં કામગીરી માટે. પ્રકાર K — ઓક્સિડાઇઝિંગ અથવા તટસ્થ વાતાવરણ માટે યોગ્ય. પ્રકાર N — પ્રકાર K ની સરખામણીમાં લાંબી સેવા જીવન ધરાવે છે.

ટી-ટાઈપ સેન્સર કાટ માટે પ્રતિરોધક છે, તેથી તેનો ઉપયોગ ભેજયુક્ત ઓક્સિડાઇઝિંગ, રિડ્યુસિંગ, જડ વાતાવરણમાં તેમજ વેક્યૂમમાં થઈ શકે છે. R (ઔદ્યોગિક) અને S (લેબોરેટરી) — પ્રકારો — ઉચ્ચ-તાપમાન સેન્સર છે જે વિશિષ્ટ સિરામિક ઇન્સ્યુલેટર અથવા બિન-ધાતુના ટ્યુબિંગ દ્વારા સુરક્ષિત હોવા જોઈએ. પ્રકાર B એ પ્રકારો R અને S કરતા પણ વધારે તાપમાન છે.

થર્મોકોપલ સેન્સરના ફાયદાઓ ઊંચા તાપમાને તેમના ઓપરેટિંગ પરિમાણોની સ્થિરતા અને ગરમ જંકશન તાપમાનમાં ફેરફારોની પ્રતિક્રિયાની સંબંધિત ગતિ છે. આ પ્રકારના સેન્સર ઉપલબ્ધ વ્યાસની વિશાળ શ્રેણીમાં રજૂ કરવામાં આવે છે. તેમની પાસે ઓછી કિંમત છે.

ગેરફાયદા માટે, થર્મોકોપલ્સ ઓછી ચોકસાઈ દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, અત્યંત નીચા માપેલ વોલ્ટેજ ધરાવે છે, અને વધુમાં, આ સેન્સર્સને હંમેશા વળતર સર્કિટની જરૂર હોય છે.

પ્રતિકાર થર્મોમીટર્સ

પ્રતિકાર થર્મોમીટર અથવા રિઓસ્ટેટ તાપમાન સેન્સર RTD તરીકે સંક્ષિપ્ત છે. તે તેના તાપમાનમાં ફેરફારના આધારે મેટલના પ્રતિકારને બદલવાના સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે. વપરાયેલી ધાતુઓ: પ્લેટિનમ (-200 ° સે થી +600 ° સે), નિકલ (-60 ° સે થી +180 ° સે), તાંબુ (-190 ° સે થી +150 ° સે), ટંગસ્ટન (-100 થી °C થી +1400 °C) — જરૂરી માપેલ તાપમાન શ્રેણીના આધારે.

અન્ય ધાતુઓ કરતાં વધુ વખત, પ્લેટિનમનો ઉપયોગ પ્રતિકાર થર્મોમીટર્સમાં થાય છે, જે એકદમ વિશાળ તાપમાન શ્રેણી આપે છે અને તમને વિવિધ સંવેદનશીલતાવાળા સેન્સર પસંદ કરવાની મંજૂરી આપે છે. તેથી, Pt100 સેન્સર 0 °C પર 100 Ohm નો પ્રતિકાર ધરાવે છે, અને Pt1000 સેન્સર સમાન તાપમાને 1kOhm ધરાવે છે, એટલે કે, તે વધુ સંવેદનશીલ છે અને તમને તાપમાનને વધુ સચોટ રીતે માપવા દે છે.

થર્મોકોપલની તુલનામાં, પ્રતિકારક થર્મોમીટરમાં ઉચ્ચ ચોકસાઈ હોય છે, તેના પરિમાણો વધુ સ્થિર હોય છે, અને માપેલા તાપમાનની શ્રેણી વિશાળ હોય છે. જો કે, સંવેદનશીલતા ઓછી હોય છે અને પ્રતિભાવ સમય થર્મોકોપલ્સ કરતા લાંબો હોય છે.

થર્મિસ્ટર્સ

અન્ય પ્રકારના સંપર્ક તાપમાન સેન્સર - થર્મિસ્ટર્સ… તેઓ મેટલ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ કરે છે જે તાપમાનના આધારે તેમના પ્રતિકારને નોંધપાત્ર રીતે બદલી શકે છે. થર્મિસ્ટર્સ બે પ્રકારના હોય છે: PTC — PTC અને NTC — NTC.

પ્રથમમાં, ચોક્કસ ઓપરેટિંગ શ્રેણીમાં વધતા તાપમાન સાથે પ્રતિકાર વધે છે, બીજામાં, વધતા તાપમાન સાથે, પ્રતિકાર ઘટે છે. થર્મિસ્ટર્સ તાપમાનના ફેરફારો અને ઓછી કિંમત માટે ઝડપી પ્રતિસાદ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, પરંતુ તે તદ્દન નાજુક છે અને સમાન પ્રતિકાર થર્મોમીટર્સ અને થર્મોકોલ કરતાં સાંકડી ઓપરેટિંગ તાપમાન શ્રેણી ધરાવે છે.

ઇન્ફ્રારેડ સેન્સર્સ

લેખની શરૂઆતમાં જણાવ્યા મુજબ, ઇન્ફ્રારેડ સેન્સર દૂરની સપાટી દ્વારા ઉત્સર્જિત ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનનું અર્થઘટન કરે છે - એક લક્ષ્ય. તેમનો ફાયદો એ છે કે તાપમાન માપન બિન-સંપર્ક રીતે કરવામાં આવે છે, એટલે કે, ઑબ્જેક્ટ સામે સેન્સરને ચુસ્તપણે દબાવવાની અથવા તેને પર્યાવરણમાં નિમજ્જન કરવાની જરૂર નથી.

તેઓ તાપમાનના ફેરફારો પર ખૂબ જ ઝડપથી પ્રતિક્રિયા આપે છે, તેથી જ તેઓ હલનચલન કરતી વસ્તુઓની સપાટીની તપાસ કરવા માટે લાગુ પડે છે, ઉદાહરણ તરીકે કન્વેયર પર. માત્ર ઇન્ફ્રારેડ સેન્સરની મદદથી સ્થિત નમૂનાઓનું તાપમાન માપવાનું શક્ય છે, ઉદાહરણ તરીકે, સીધા પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીમાં અથવા કોઈપણ આક્રમક ઝોનમાં.

ઇન્ફ્રારેડ સેન્સરના ગેરફાયદામાં ગરમી-ઉત્સર્જન કરતી સપાટીની સ્થિતિ પ્રત્યેની તેમની સંવેદનશીલતા તેમજ સેન્સર અને લક્ષ્ય વચ્ચેના માર્ગમાં તેમના પોતાના ઓપ્ટિક્સ અને વાતાવરણની સ્વચ્છતાનો સમાવેશ થાય છે. ધૂળ અને ધુમાડો સચોટ માપમાં મોટા પ્રમાણમાં દખલ કરે છે.