अवरक्त थर्मामीटर
एक इन्फ्रारेड थर्मामीटर एक थर्मामीटर है जो थर्मल विकिरण के एक भागो से तापमान का अनुमान लगाता है जिसे कभी-कभी मापी जा रही वस्तु द्वारा उत्सर्जित ब्लैक-बॉडी रेडिएशन कहा जाता है। उन्हें कभी-कभी लेज़र थर्मामीटर कहा जाता है क्योंकि लेजर का उपयोग थर्मामीटर, या गैर-संपर्क थर्मामीटर या तापमान बंदूकों को दूर से तापमान मापने की उपकरण की क्षमता का वर्णन करने में सहायता करने के लिए किया जाता है। वस्तु द्वारा उत्सर्जित अवरक्त ऊर्जा की मात्रा और उसके उत्सर्जन को जानकर, वस्तु का तापमान अधिकांशतः उसके वास्तविक तापमान की निश्चित सीमा के अन्दर निर्धारित किया जा सकता है। इन्फ्रारेड थर्मामीटर थर्मल विकिरण थर्मामीटर के रूप में जाने वाले उपकरणों का सबसेट हैं।
कभी-कभी, विशेष रूप से परिवेश के तापमान के पास, रीडिंग त्रुटि के अधीन हो सकती है क्योंकि गर्म शरीर से विकिरण का प्रतिबिंब होता है - यहां तक कि उपकरण रखने वाला व्यक्ति भी — वस्तु को मापने के अतिरिक्त, और गलत विधियों से ग्रहण किए गए उत्सर्जन के लिए।
डिज़ाइन में अनिवार्य रूप से डिटेक्टर पर इन्फ्रारेड थर्मल रेडिएशन को फोकस करने के लिए लेंस होता है, जो रेडिएंट पावर को विद्युतीय संकेत में परिवर्तित करता है जिसे परिवेश के तापमान की भरपाई के बाद तापमान की इकाइयों में प्रदर्शित किया जा सकता है। यह मापी जाने वाली वस्तु के संपर्क के बिना दूरी से तापमान माप की अनुमति देता है। गैर-संपर्क इन्फ्रारेड थर्मामीटर उन परिस्थितियों में तापमान को मापने के लिए उपयोगी होता है जहां थर्मोकपल्स या अन्य जांच-प्रकार के सेंसर का उपयोग नहीं किया जा सकता है या कई कारणों से स्पष्ट डेटा का उत्पादन नहीं करते हैं।
उपयोग के उदाहरण
कुछ विशिष्ट परिस्थितियाँ ऐसी होती हैं जहाँ मापी जाने वाली वस्तु गतिमान होती है; जहां वस्तु विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र से घिरी होती है, जैसा कि प्रेरण हीटिंग में होता है; जहां वस्तु निर्वात या अन्य नियंत्रित वातावरण में समाहित है; या उन अनुप्रयोगों में जहां तेजी से प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है, स्पष्ट सतह का तापमान वांछित होता है या वस्तु का तापमान संपर्क सेंसर के लिए अनुशंसित उपयोग बिंदु से ऊपर होता है, या सेंसर के साथ संपर्क वस्तु या सेंसर को नष्ट कर देगा, या वस्तु की सतह पर एक महत्वपूर्ण तापमान प्रवणता प्रस्तुत करें।
इन्फ्रारेड थर्मामीटर का उपयोग विभिन्न प्रकार के तापमान नियंत्रण कार्यों को पूरा करने के लिए किया जा सकता है। प्रदान किए गए कुछ उदाहरणों में रिमोट टेलीस्कोप संचालन के लिए बादलों का पता लगाना, तापमान और गर्म स्थानों के लिए यांत्रिक या बिजली के उपकरणों की जांच करना, अस्पताल में मरीजों के तापमान को बिना छुए मापना, हीटर या ओवन के तापमान की जांच करना, अंशांकन और नियंत्रण के लिए, गर्म स्थानों की जांच करना सम्मिलित है। अग्निशमन में, हीटिंग या कूलिंग से जुड़ी प्रक्रियाओं में सामग्री को नियंत्रण करना और ज्वालामुखियों के तापमान को मापना। बुखार उत्पन्न करने वाली बीमारियों की महामारी के समय, जैसे कि सार्स कोरोनावायरस और इबोला वायरस रोग, इन्फ्रारेड थर्मामीटर का उपयोग परीक्षण किए गए लोगों के बीच हानिकारक प्रसारण के बिना आने वाले यात्रियों को बुखार की जांच करने के लिए किया गया है।[1][2]
2020 में जब COVID-19 महामारी ने दुनिया पर प्रहार किया, तो लोगों के तापमान को मापने के लिए इन्फ्रारेड थर्मामीटर का उपयोग किया गया और बुखार के लक्षण दिखाई देने पर उन्हें संभावित संचरण स्थलों में प्रवेश से वंचित कर दिया गया। संयुक्त राज्य अमेरिका में ऍफ़डीए जैसे सार्वजनिक स्वास्थ्य प्राधिकरणों ने इन्फ्रारेड थर्मामीटरों के बीच त्रुटिहीन और स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए नियम प्रकाशित किए।[3]
इन्फ्रारेड तापमान-संवेदी उपकरणों की कई किस्में हैं, दोनों पोर्टेबल और हैंडहेल्ड उपयोग के लिए और निश्चित प्रतिष्ठानों के रूपो में है।
त्रुटिहीन
इन्फ्रारेड थर्मामीटरों को त्रुटिहीन और कोणीय कवरेज सहित विशिष्टताओं द्वारा चित्रित किया जाता है। सरल उपकरणों में लगभग ±2 °C या ±4 °F की माप त्रुटि हो सकती है।
दूरी-से-स्थान अनुपात (डी: एस) माप सतह की दूरी और तापमान माप क्षेत्र के व्यास का अनुपात है। उदाहरण के लिए, यदि D:S अनुपात 12:1 है, तो माप क्षेत्र का व्यास वस्तु से दूरी का बारहवां भाग है। डी से एस के उच्च अनुपात वाला थर्मामीटर कम अनुपात वाले की तुलना में अधिक दूरी पर अधिक विशिष्ट, संकरी सतह को महसूस करने में सक्षम है। 12:1 रेटेड उपकरण एक फुट की दूरी पर 1-इंच वृत्त को समझ सकता है, जबकि 10:1 अनुपात उपकरण 10 इंच पर समान 1-इंच वृत्त प्राप्त करता है, और 12 इंच की दूरी पर 1.2 इंच का व्यापक कम-विशिष्ट वृत्त प्राप्त करता है।
आदर्श लक्ष्य क्षेत्र उस दूरी पर स्पॉट के आकार से कम से कम दोगुना होना चाहिए,[4] दूरी के सापेक्ष छोटे क्षेत्रों के परिणामस्वरूप कम स्पष्ट माप होता है। इन्फ्रारेड थर्मामीटर को इसके लक्ष्य के बहुत समीपनहीं रखा जाना चाहिए, क्योंकि यह निकटता थर्मामीटर के आवास में गर्मी उत्पन्न कर सकती है और सेंसर को हानि पहुंचा सकती है। परावर्तकता के प्रभाव और संवेदक के देखने के क्षेत्र के अन्दर अन्य ताप स्रोतों को सम्मिलित करने के कारण मापन त्रुटि सामान्यतः केवल बहुत अधिक दूरी के साथ घट जाती है।[5][6]
स्टीफन-बोल्ट्जमैन कानून के अनुसार, विकिरण शक्ति तापमान की चौथी शक्ति के समानुपाती होती है, इसलिए जब माप सतह में गर्म और ठंडे दोनों क्षेत्र होते हैं, तो संकेतित तापमान वास्तविक औसत तापमान से अधिक हो सकता है, और चौथे-सामान्यीकृत माध्य औसत के समीप हो सकता है।[7]
अधिकांश सतहों में उच्च उत्सर्जन होता है (अधिकांश जैविक सतहों के लिए 0.9 से अधिक), और अधिकांश IR थर्मामीटर इस सरल धारणा पर भरोसा करते हैं; चूँकि, परावर्तक सतहों में गैर-चिंतनशील सतहों की तुलना में कम उत्सर्जन होता है। कुछ सेंसर में समायोज्य उत्सर्जन सेटिंग होती है, जिसे परावर्तक और गैर-चिंतनशील सतहों के तापमान को मापने के लिए सेट किया जा सकता है। गैर-समायोज्य थर्मामीटर का उपयोग गैर-चिंतनशील पेंट या टेप को त्रुटिहीन के कुछ हानि के साथ परावर्तक सतह के तापमान को मापने के लिए किया जा सकता है।
समायोज्य उत्सर्जन सेटिंग वाले सेंसर का उपयोग किसी दी गई सतह के लिए सेंसर को कैलिब्रेट करने या किसी सतह की उत्सर्जनता को मापने के लिए भी किया जा सकता है। जब किसी सतह का तापमान स्पष्ट रूप से जाना जाता है (उदाहरण के लिए संपर्क थर्मामीटर से मापकर), तो सेंसर की उत्सर्जन सेटिंग को तब तक समायोजित किया जा सकता है जब तक आईआर विधि द्वारा तापमान माप संपर्क विधि द्वारा मापा तापमान से मेल नहीं खाता; उत्सर्जन सेटिंग सतह की उत्सर्जनता को इंगित करेगी, जिसे समान सतहों के बाद के मापों (केवल) के लिए ध्यान में रखा जा सकता है।
इन्फ्रारेड उष्णता के कारण वस्तुओं का प्रसार नापने का यंत्र
सबसे सामान्य इन्फ्रारेड थर्मामीटर स्पॉट इन्फ्रारेड पाइरोमीटर या इन्फ्रारेड पाइरोमीटर है, जो सतह पर एक स्थान पर तापमान को मापता है (वास्तव में डी: एस अनुपात द्वारा निर्धारित अपेक्षाकृत छोटा क्षेत्र)। ये सामान्यतः मापे जा रहे क्षेत्र के केंद्र पर दृश्यमान लाल बिंदु को प्रोजेक्ट करते हैं जो मापे जा रहे स्थान की पहचान करता है, किंतु माप में कोई भूमिका नहीं निभाता है। मापा जा रहा वास्तविक कोणीय क्षेत्र उपकरणों के बीच भिन्न होता है और दृश्य स्थान तक सीमित नहीं होता है।
संबंधित उपकरण, चूँकि सख्ती से थर्मामीटर नहीं हैं, इन्फ्रारेड स्कैनिंग प्रणाली और इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग कैमरे सम्मिलित हैं। इन्फ्रारेड स्कैनिंग प्रणाली बड़े क्षेत्र को स्कैन करते हैं, सामान्यतः घूमने वाले दर्पण पर इंगित स्पॉट थर्मामीटर का उपयोग करके इन उपकरणों का व्यापक रूप से कन्वेयर या वेब प्रक्रियाओं से जुड़े निर्माण में उपयोग किया जाता है, जैसे ओवन, कपड़े और कागज से निकलने वाली कांच या धातु की बड़ी चादरें, या कन्वेयर बेल्ट के साथ सामग्री के निरंतर ढेर। इन्फ्रारेड थर्मल इमेजिंग कैमरे या थर्मोग्राफिक कैमरा अनिवार्य रूप से इन्फ्रारेड विकिरण थर्मामीटर होते हैं जो तापमान का प्रतिनिधित्व करने वाले प्रत्येक पिक्सेल के साथ दो-आयामी छवि उत्पन्न करने के लिए अपेक्षाकृत बड़े क्षेत्र में कई बिंदुओं पर तापमान को मापते हैं, जिसे थर्मोग्राफी कहा जाता है। यह तकनीक स्पॉट या स्कैनिंग थर्मामीटर की तुलना में अधिक प्रोसेसर- और सॉफ्टवेयर-गहन है, और इसका उपयोग बड़े क्षेत्रों की नियंत्रण के लिए किया जाता है। विशिष्ट अनुप्रयोगों में सैन्य या सुरक्षा कर्मियों द्वारा उपयोग की जाने वाली परिधि नियंत्रण, निर्माण प्रक्रियाओं की निरीक्षण/प्रक्रिया गुणवत्ता नियंत्रण, और सुरक्षा और दक्षता संरक्षण उद्देश्यों के लिए उपकरण या संलग्न स्थान गर्म या ठंडे स्थान का नियंत्रण सम्मिलित है।
अवरक्त फोटोग्राफी और उपयुक्त लेंस आदि का उपयोग करने वाले फोटोग्राफिक कैमरे को इन्फ्रारेड कैमरा भी कहा जाता है। यह केवल निकट-अवरक्त को कैप्चर करता है और कमरे के तापमान की वस्तुओं से थर्मल विकिरण के प्रति संवेदनशील नहीं होता है।
गैलरी
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थर्मोफोकस आईआर थर्मामीटर का एक प्रारंभिक मॉडल
- IR Thermometer 2.jpg
मापा क्षेत्र को इंगित करने वाले प्रकाश के साथ उपयोग में एक चिकित्सा आईआर थर्मामीटर।
एकीकृत तापमान जांच के साथ एक औद्योगिक आईआर थर्मामीटर
एक मेडिकल आईआर थर्मामीटर के साथ प्रशिक्षण
उदाहरण चिकित्सा आईआर थर्मामीटर
उदाहरण चिकित्सा आईआर थर्मामीटर
उदाहरण चिकित्सा आईआर थर्मामीटर
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यह भी देखें
- विकिरण थर्मोमेट्री पर एएसटीएम उपसमिति ई20.02
- बोलोमीटर
- पाइरोमीटर
- सकुमा-हटोरी समीकरण
- थर्मोग्राफिक कैमरा
- थर्मोग्राफी
संदर्भ
- ↑ Thermal Imaging for Detecting Potential SARS Infection (also covers non-imaging infrared thermometers)
- ↑ "A Roissy, le "thermomètre laser" pour détecter Ebola". Libération. 2014-10-18. Retrieved 2014-10-18.
A peine descends d'avion, les passagers du vol Conakry-Paris ont été accueillis samedi avec des thermomètres laser pour détecter d'éventuels cas de fièvre, mesure la plus spectaculaire prise par le gouvernement pour prévenir l'éventuelle arrivée en France du virus Ebola
- ↑ Health, Center for Devices and Radiological (2020-06-23). "Non-contact Temperature Assessment Devices During the COVID-19 Pandemic". FDA (in English).
- ↑ "इन्फ्रारेड थर्मामीटर समझाया" (PDF). FireCraft Safety.com.
- ↑ अनुसंधान एवं विकास. Reed Business Information. 2004. p. 31.
- ↑ J. R. Barker (1 October 1985). थर्मोलॉजिकल तरीके. VCH. p. 192. ISBN 978-3-527-15168-4.
- ↑ Stefan-Boltzmann Law
