ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનોના સંચાલન દરમિયાન બિન-સંપર્ક તાપમાન માપન

બધા વિદ્યુત ઉપકરણો તેમના દ્વારા ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ પસાર કરીને કાર્ય કરે છે, જે વાયર અને સાધનોને વધુ ગરમ કરે છે. આ કિસ્સામાં, સામાન્ય કામગીરી દરમિયાન, તાપમાન વધારવા અને પર્યાવરણમાં તેનો ભાગ દૂર કરવા વચ્ચે સંતુલન બનાવવામાં આવે છે.

જો સંપર્ક ગુણવત્તા ખામીયુક્ત હોય, તો વર્તમાન પ્રવાહની સ્થિતિ બગડે છે અને તાપમાન વધે છે, જે ખામી સર્જી શકે છે. તેથી, જટિલ વિદ્યુત ઉપકરણોમાં, ખાસ કરીને પાવર એન્ટરપ્રાઇઝના ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ સાધનો, જીવંત ભાગોના હીટિંગનું સામયિક નિરીક્ષણ હાથ ધરવામાં આવે છે.

ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ઉપકરણો માટે, માપન સલામત અંતરે બિન-સંપર્ક પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

દૂરસ્થ તાપમાન માપનના સિદ્ધાંતો

દરેક ભૌતિક શરીરમાં અણુઓ અને પરમાણુઓની હિલચાલ હોય છે જે તેની સાથે હોય છે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોનું ઉત્સર્જન… ઑબ્જેક્ટનું તાપમાન આ પ્રક્રિયાઓની તીવ્રતાને અસર કરે છે, અને તેની કિંમત ગરમીના પ્રવાહના મૂલ્ય દ્વારા અંદાજી શકાય છે.

બિન-સંપર્ક તાપમાન માપન આ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.

તાપમાન "T" સાથેનો ચકાસણી સ્ત્રોત આસપાસની જગ્યામાં ઉષ્મા પ્રવાહ "F" ઉત્સર્જન કરે છે, જે ઉષ્મા સ્ત્રોતથી દૂર સ્થિત થર્મલ સેન્સર દ્વારા જોવામાં આવે છે. તે પછી, આંતરિક સર્કિટ દ્વારા રૂપાંતરિત સિગ્નલ માહિતી પેનલ «I» પર પ્રદર્શિત થાય છે.

તાપમાન માપવા માટેના ઉપકરણો, જે તેને ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન દ્વારા માપે છે, તેને ઇન્ફ્રારેડ થર્મોમીટર અથવા તેનું સંક્ષિપ્ત નામ "પાયરોમીટર" કહેવામાં આવે છે.

તેમની સચોટ કામગીરી માટે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગ સ્કેલ પર માપન શ્રેણીને યોગ્ય રીતે નિર્ધારિત કરવી મહત્વપૂર્ણ છે, જે આશરે 0.5-20 માઇક્રોનનો વિસ્તાર છે.

માપન ગુણવત્તાને અસર કરતા પરિબળો

પિરોમીટરની ભૂલ ઘણા પરિબળો પર આધારિત છે:

1. ઑબ્જેક્ટના અવલોકન કરેલ વિસ્તારની સપાટી સીધી નિરીક્ષણના ક્ષેત્રમાં હોવી આવશ્યક છે;
2. હીટ સેન્સર અને હીટ સ્ત્રોત વચ્ચેની ધૂળ, ધુમ્મસ, વરાળ અને અન્ય વસ્તુઓ સિગ્નલને નબળી પાડે છે, તેમજ ઓપ્ટિક્સ પર ગંદકીના નિશાનો;
3. તપાસેલ શરીરની સપાટીની રચના અને સ્થિતિ ઇન્ફ્રારેડ ફ્લક્સની તીવ્રતા અને થર્મોમીટરના રીડિંગ્સને અસર કરે છે.

શું ત્રીજું પરિબળ ઉત્સર્જનમાં ફેરફારના ગ્રાફને સમજાવે છે? તરંગલંબાઇની.

તે કાળા, રાખોડી અને રંગ ઉત્સર્જકોની લાક્ષણિકતાઓ દર્શાવે છે.

કાળી સામગ્રીના ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન Фs ની ક્ષમતાને અન્ય ઉત્પાદનોની સરખામણી માટે આધાર તરીકે લેવામાં આવે છે અને તેને 1 ની બરાબર લેવામાં આવે છે. અન્ય તમામ વાસ્તવિક પદાર્થોના ગુણાંક ФR 1 કરતા ઓછા બને છે.

વ્યવહારમાં, પિરોમીટર વાસ્તવિક પદાર્થોના રેડિયેશનને આદર્શ ઉત્સર્જકના પરિમાણોમાં રૂપાંતરિત કરે છે.

માપન આનાથી પણ પ્રભાવિત થાય છે:

• ઇન્ફ્રારેડ સ્પેક્ટ્રમની તરંગલંબાઇ કે જેના પર માપન કરવામાં આવે છે;

• પરીક્ષણ પદાર્થનું તાપમાન.

બિન-સંપર્ક તાપમાન મીટર કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

માહિતી આઉટપુટ કરવાની પદ્ધતિ અને તેની પ્રક્રિયા અનુસાર, સપાટીને ગરમ કરવાના રિમોટ કંટ્રોલ માટેના ઉપકરણોને આમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

• પિરોમીટર;

• થર્મલ ઇમેજર્સ.

પાયરોમીટર ઉપકરણ

પરંપરાગત રીતે, આ ઉપકરણોની રચના બ્લોક દ્વારા બ્લોક રજૂ કરી શકાય છે:

• ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ અને પ્રતિબિંબીત પ્રકાશ માર્ગદર્શિકા સાથે ઇન્ફ્રારેડ સેન્સર;

• ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ જે પ્રાપ્ત સિગ્નલને રૂપાંતરિત કરે છે;

• એક પ્રદર્શન જે તાપમાન દર્શાવે છે;

• પાવર બટન.

થર્મલ રેડિયેશનનો પ્રવાહ ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ દ્વારા કેન્દ્રિત છે અને ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનના પ્રમાણસર વોલ્ટેજ મૂલ્ય સાથે વિદ્યુત સંકેતમાં થર્મલ ઊર્જાના પ્રાથમિક રૂપાંતર માટે સેન્સર દ્વારા અરીસાઓ દ્વારા નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે.

ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલનું ગૌણ રૂપાંતરણ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણમાં થાય છે, ત્યારબાદ માપન અને રિપોર્ટિંગ મોડ્યુલ ડિસ્પ્લે પર માહિતી પ્રદર્શિત કરે છે, નિયમ તરીકે, ડિજિટલ સ્વરૂપ.

પ્રથમ નજરમાં, એવું લાગે છે કે વપરાશકર્તાને રિમોટ ઑબ્જેક્ટનું તાપમાન માપવાની જરૂર છે:

• બટન દબાવીને ઉપકરણ ચાલુ કરો;

• તપાસ કરવા માટે ઑબ્જેક્ટનો ઉલ્લેખ કરો;

• જુબાની લો.

જો કે, સચોટ માપન માટે, ફક્ત રીડિંગ્સને અસર કરતા પરિબળોને ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી નથી, પણ ઑબ્જેક્ટનું યોગ્ય અંતર પસંદ કરવું પણ જરૂરી છે, જે ઉપકરણના ઓપ્ટિકલ રીઝોલ્યુશન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

પાયરોમીટરમાં જોવાના જુદા જુદા ખૂણા હોય છે, જેની લાક્ષણિકતાઓ, વપરાશકર્તાઓની સુવિધા માટે, માપનના ઑબ્જેક્ટના અંતર અને નિયંત્રિત સપાટીના કવરેજ વિસ્તાર વચ્ચેના સંબંધ માટે પસંદ કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચિત્ર 10:1 નો ગુણોત્તર બતાવે છે.

આ લાક્ષણિકતાઓ એકબીજાના સીધા પ્રમાણસર હોવાથી, ચોક્કસ તાપમાન માપન માટે ફક્ત ઉપકરણને ઑબ્જેક્ટ પર યોગ્ય રીતે નિર્દેશિત કરવું જ નહીં, પણ માપેલા વિસ્તારના ક્ષેત્રને પસંદ કરવા માટે અંતર પસંદ કરવું પણ જરૂરી છે.

પછી ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ આસપાસના પદાર્થોમાંથી રેડિયેશનની અસરને ધ્યાનમાં લીધા વિના ઇચ્છિત સપાટી પરથી ગરમીના પ્રવાહ પર પ્રક્રિયા કરશે.

આ હેતુ માટે, પાયરોમીટરના સુધારેલા મોડલ લેસર હોદ્દાઓથી સજ્જ છે જે થર્મલ સેન્સરને ઑબ્જેક્ટ પર દિશામાન કરવામાં મદદ કરે છે અને અવલોકન કરેલ સપાટીના ક્ષેત્રફળના નિર્ધારણને સરળ બનાવે છે. તેઓ અલગ-અલગ ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંતો ધરાવી શકે છે અને અલગ-અલગ લક્ષ્યીકરણની ચોકસાઈ ધરાવી શકે છે.

સિંગલ લેસર બીમ ફક્ત નિયંત્રિત વિસ્તારના કેન્દ્રનું સ્થાન સૂચવે છે અને તેની સીમાઓને અચોક્કસપણે નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે. તેની ધરી પિરોમીટર ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમના કેન્દ્રની તુલનામાં સરભર છે. આ લંબન ભૂલ રજૂ કરે છે.

એક કોક્સિયલ પદ્ધતિ આ ખામીથી વંચિત છે - લેસર બીમ ઉપકરણના ઓપ્ટિકલ અક્ષ સાથે એકરુપ છે અને માપેલા વિસ્તારના કેન્દ્રને ચોક્કસ રીતે સૂચવે છે, પરંતુ તેની સીમાઓ નક્કી કરતી નથી.

અંકુશિત વિસ્તારના પરિમાણોનો સંકેત ડબલ લેસર બીમ સાથે લક્ષ્ય નિર્દેશકમાં પ્રદાન કરવામાં આવે છે... પરંતુ ઑબ્જેક્ટના નાના અંતરે, સંવેદનશીલતા વિસ્તારના પ્રારંભિક સંકુચિતતાને કારણે ભૂલની મંજૂરી આપવામાં આવે છે. ટૂંકા ફોકલ લંબાઈવાળા લેન્સ સાથે આ ગેરલાભ ખૂબ જ ઉચ્ચારવામાં આવે છે.

ક્રોસ લેસર હોદ્દો ટૂંકા ફોકસ લેન્સથી સજ્જ પાયરોમીટરની ચોકસાઈમાં સુધારો કરે છે.

એક ગોળાકાર લેસર બીમ તમને અવલોકન ક્ષેત્ર નક્કી કરવાની મંજૂરી આપે છે, પરંતુ તેમાં લંબન પણ છે અને ટૂંકા અંતર પર ઉપકરણના રીડિંગ્સને વધુ પડતો અંદાજ આપે છે.

ગોળાકાર ચોકસાઇ લેસર ડિઝાઇનર સૌથી વિશ્વસનીય રીતે કામ કરે છે અને અગાઉની ડિઝાઇનની તમામ ખામીઓથી વંચિત છે.

પાયરોમીટર ટેક્સ્ટ-ન્યુમેરિક ડિસ્પ્લે પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને તાપમાનની માહિતી દર્શાવે છે જે અન્ય માહિતી સાથે પૂરક થઈ શકે છે.

થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન ઉપકરણ

આ તાપમાન માપવાના ઉપકરણોની ડિઝાઇન પાયરોમીટરની જેમ દેખાય છે. ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન સ્ટ્રીમના પ્રાપ્ત તત્વ તરીકે તેમની પાસે હાઇબ્રિડ માઇક્રોકિરકીટ છે.

તેના પ્રકાશસંવેદનશીલ એપિટેક્સિયલ સ્તર સાથે, તે તેના પ્રકાશસંવેદનશીલ એપિટેક્સિયલ સ્તર સાથે ભારે ડોપ્ડ સબસ્ટ્રેટ દ્વારા IR પ્રવાહને અનુભવે છે.

હાઇબ્રિડ માઇક્રોસર્કિટ સાથે થર્મલ ઇમેજરના રીસીવરનું ઉપકરણ ફોટામાં બતાવવામાં આવ્યું છે.

મેટ્રિક્સ ડિટેક્ટર્સ પર આધારિત થર્મલ ઇમેજર્સની થર્મલ સંવેદનશીલતા તમને 0.1 ડિગ્રીની ચોકસાઈ સાથે તાપમાન માપવા દે છે. પરંતુ ઉચ્ચ સચોટતાવાળા આવા ઉપકરણોનો ઉપયોગ જટિલ પ્રયોગશાળા સ્થિર સ્થાપનોના થર્મોગ્રાફ્સમાં થાય છે.

થર્મલ ઇમેજર સાથે કામ કરવાની બધી પદ્ધતિઓ એ જ રીતે કરવામાં આવે છે જેમ કે પિરોમીટર સાથે, પરંતુ ઇલેક્ટ્રિકલ સાધનોનું ચિત્ર તેની સ્ક્રીન પર પ્રદર્શિત થાય છે, જે પહેલાથી જ સુધારેલા રંગ ગમટમાં રજૂ કરવામાં આવે છે, જે તમામ ભાગોની ગરમીની સ્થિતિને ધ્યાનમાં લે છે.

થર્મલ ઇમેજની બાજુમાં રંગોને તાપમાન શાસકમાં કન્વર્ટ કરવા માટેનું સ્કેલ છે.

જ્યારે તમે પાયરોમીટર અને થર્મલ ઈમેજરની કામગીરીની તુલના કરો છો, ત્યારે તમે તફાવત જોઈ શકો છો:

• પાયરોમીટર તે અવલોકન કરે છે તે વિસ્તારમાં સરેરાશ તાપમાન નક્કી કરે છે;

• થર્મલ ઈમેજર તમને તે મોનિટર કરે છે તે વિસ્તારમાં સ્થિત તમામ ઘટક તત્વોની ગરમીનું મૂલ્યાંકન કરવાની મંજૂરી આપે છે.

બિન-સંપર્ક તાપમાન મીટરની ડિઝાઇન સુવિધાઓ

ઉપર વર્ણવેલ ઉપકરણોને મોબાઇલ મોડલ્સ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવે છે જે વિદ્યુત ઉપકરણોના સંચાલનના ઘણા સ્થળોએ સતત તાપમાન માપન કરવાની મંજૂરી આપે છે:

• પાવર અને મેઝરિંગ ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને સ્વીચોના ઇનપુટ્સ;

• લોડ હેઠળ કાર્યરત ડિસ્કનેક્ટર્સના સંપર્કો;

• બસ સિસ્ટમની એસેમ્બલીઓ અને ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ સ્વીચગિયરના વિભાગો;

• ઓવરહેડ પાવર લાઇનોના કનેક્ટિંગ વાયરના સ્થળો અને ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટના અન્ય સ્થાનો પર.

જો કે, કેટલાક કિસ્સાઓમાં જ્યારે વિદ્યુત ઉપકરણો પર તકનીકી કામગીરી કરવામાં આવે છે, ત્યારે બિન-સંપર્ક તાપમાન મીટરની જટિલ ડિઝાઇનની જરૂર હોતી નથી, અને કાયમી ધોરણે ઇન્સ્ટોલ કરેલા સરળ મોડલ્સનો સામનો કરવો તદ્દન શક્ય છે.

એક ઉદાહરણ એ રેક્ટિફાયર ઉત્તેજના સર્કિટ સાથે કામ કરતી વખતે જનરેટર રોટર વિન્ડિંગના પ્રતિકારને માપવાની પદ્ધતિ છે. મોટા AC ઘટકો તેમાં પ્રેરિત હોવાથી, તેની ગરમીનું નિયંત્રણ સતત હાથ ધરવામાં આવે છે.

ઉત્તેજના કોઇલ પર દૂરસ્થ માપન અને તાપમાનનું પ્રદર્શન ફરતા રોટર પર કરવામાં આવે છે. થર્મલ સેન્સર કાયમી ધોરણે સૌથી અનુકૂળ કંટ્રોલ ઝોનમાં સ્થિત છે અને તેની તરફ નિર્દેશિત ગરમીના કિરણોને સમજે છે. આંતરિક સર્કિટ દ્વારા પ્રક્રિયા કરાયેલ સિગ્નલ એ માહિતી પ્રદર્શન ઉપકરણમાં આઉટપુટ છે, જે પોઇન્ટર અને સ્કેલથી સજ્જ હોઈ શકે છે.

આ સિદ્ધાંત પર આધારિત યોજનાઓ પ્રમાણમાં સરળ અને વિશ્વસનીય છે.

હેતુ પર આધાર રાખીને, પિરોમીટર અને થર્મલ ઇમેજર્સને ઉપકરણોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

• ઉચ્ચ તાપમાન, ખૂબ જ ગરમ વસ્તુઓને માપવા માટે રચાયેલ છે;

• નીચા તાપમાન, ઠંડું દરમિયાન ભાગોના ઠંડકને પણ નિયંત્રિત કરવામાં સક્ષમ.

આધુનિક પાયરોમીટર અને થર્મલ ઇમેજર્સની ડિઝાઇન કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સ અને માહિતીના પ્રસારણથી સજ્જ કરી શકાય છે. RS-232 બસ દૂરસ્થ કમ્પ્યુટર્સ સાથે.