विद्युत उपकरणों के संचालन के दौरान गैर-संपर्क तापमान माप
सभी विद्युत उपकरण उनके माध्यम से विद्युत प्रवाह प्रवाहित करके काम करते हैं, जो तारों और उपकरणों को और गर्म करता है। इस मामले में, सामान्य ऑपरेशन के दौरान, तापमान को बढ़ाने और इसके हिस्से को पर्यावरण में हटाने के बीच एक संतुलन बनाया जाता है।
यदि संपर्क गुणवत्ता दोषपूर्ण है, तो वर्तमान प्रवाह की स्थिति बिगड़ जाती है और तापमान बढ़ जाता है, जिससे खराबी हो सकती है। इसलिए, जटिल विद्युत उपकरणों में, विशेष रूप से बिजली उद्यमों के उच्च-वोल्टेज उपकरणों में, जीवित भागों के ताप की आवधिक निगरानी की जाती है।
उच्च-वोल्टेज उपकरणों के लिए, माप एक गैर-संपर्क विधि द्वारा सुरक्षित दूरी पर किए जाते हैं।
दूरस्थ तापमान माप के सिद्धांत
प्रत्येक भौतिक शरीर में परमाणुओं और अणुओं की गति होती है जो इसके साथ होती है विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उत्सर्जन… वस्तु का तापमान इन प्रक्रियाओं की तीव्रता को प्रभावित करता है, और इसके मूल्य का अनुमान ताप प्रवाह के मूल्य से लगाया जा सकता है।
गैर-संपर्क तापमान माप इस सिद्धांत पर आधारित है।
तापमान मापने के उपकरण, जो इसे इन्फ्रारेड विकिरण द्वारा मापते हैं, इन्फ्रारेड थर्मामीटर या उनके संक्षिप्त नाम "पायरोमीटर" कहलाते हैं।
उनके सटीक संचालन के लिए, विद्युत चुम्बकीय तरंग पैमाने पर माप सीमा को सही ढंग से निर्धारित करना महत्वपूर्ण है, जो लगभग 0.5-20 माइक्रोन का क्षेत्र है।
माप गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले कारक
पाइरोमीटर की त्रुटि कई कारकों पर निर्भर करती है:
- वस्तु के देखे गए क्षेत्र की सतह प्रत्यक्ष अवलोकन के क्षेत्र में होनी चाहिए;
- धूल, कोहरा, भाप और ऊष्मा संवेदक और ऊष्मा स्रोत के बीच की अन्य वस्तुएँ सिग्नल को कमजोर करती हैं, साथ ही प्रकाशिकी पर गंदगी के निशान;
- जांच की गई वस्तु की सतह की संरचना और स्थिति अवरक्त प्रवाह की तीव्रता और थर्मामीटर की रीडिंग को प्रभावित करती है।
क्या तीसरा कारक उत्सर्जन में परिवर्तन के ग्राफ की व्याख्या करता है? तरंग दैर्ध्य की।
यह काले, ग्रे और रंगीन उत्सर्जकों की विशेषताओं को प्रदर्शित करता है।
एक काली सामग्री के अवरक्त विकिरण की क्षमता को अन्य उत्पादों की तुलना के आधार के रूप में लिया जाता है और इसे 1 के बराबर लिया जाता है। अन्य सभी वास्तविक पदार्थों के गुणांक ФR 1 से कम हो जाते हैं।
व्यवहार में, पाइरोमीटर वास्तविक वस्तुओं के विकिरण को आदर्श उत्सर्जक के पैरामीटर में परिवर्तित करते हैं।
माप इससे भी प्रभावित होता है:
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इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रम की तरंग दैर्ध्य जिस पर माप किया जाता है;
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परीक्षण पदार्थ का तापमान।
कैसे एक गैर संपर्क तापमान मीटर काम करता है
सूचना के आउटपुट और उसके प्रसंस्करण की विधि के अनुसार, सतह के ताप के रिमोट कंट्रोल के लिए उपकरणों को इसमें विभाजित किया गया है:
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पाइरोमीटर;
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थर्मल इमेजर्स।
पाइरोमीटर डिवाइस
परंपरागत रूप से, इन उपकरणों की संरचना को ब्लॉक द्वारा ब्लॉक में प्रस्तुत किया जा सकता है:
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ऑप्टिकल प्रणाली और चिंतनशील प्रकाश गाइड के साथ इन्फ्रारेड सेंसर;
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एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट जो प्राप्त सिग्नल को परिवर्तित करता है;
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एक प्रदर्शन जो तापमान दिखाता है;
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पावर बटन।
थर्मल विकिरण का प्रवाह एक ऑप्टिकल सिस्टम द्वारा केंद्रित होता है और थर्मल ऊर्जा के प्राथमिक रूपांतरण के लिए एक सेंसर को दर्पण द्वारा निर्देशित किया जाता है, जो इन्फ्रारेड विकिरण के आनुपातिक वोल्टेज मान के साथ एक विद्युत संकेत में होता है।
विद्युत संकेत का द्वितीयक रूपांतरण इलेक्ट्रॉनिक उपकरण में होता है, जिसके बाद माप और रिपोर्टिंग मॉड्यूल एक नियम के रूप में, डिस्प्ले पर जानकारी प्रदर्शित करता है। डिजिटल रूप.
पहली नज़र में, ऐसा प्रतीत होता है कि उपयोगकर्ता को किसी दूरस्थ वस्तु का तापमान मापने की आवश्यकता है:
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बटन दबाकर डिवाइस चालू करें;
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जांच की जाने वाली वस्तु निर्दिष्ट करें;
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एक बयान ले लो।
हालांकि, सटीक माप के लिए, न केवल रीडिंग को प्रभावित करने वाले कारकों को ध्यान में रखना आवश्यक है, बल्कि वस्तु के लिए सही दूरी का चयन करना भी आवश्यक है, जो डिवाइस के ऑप्टिकल रिज़ॉल्यूशन द्वारा निर्धारित किया जाता है।
पाइरोमीटर के अलग-अलग देखने के कोण होते हैं, जिनमें से विशेषताओं को, उपयोगकर्ताओं की सुविधा के लिए, माप की वस्तु की दूरी और नियंत्रित सतह के कवरेज क्षेत्र के बीच के संबंध के लिए चुना जाता है। उदाहरण के तौर पर, तस्वीर 10:1 का अनुपात दिखाती है।
चूंकि ये विशेषताएँ एक-दूसरे के सीधे आनुपातिक हैं, सटीक तापमान माप के लिए न केवल वस्तु पर डिवाइस को सही ढंग से इंगित करना आवश्यक है, बल्कि मापा क्षेत्र के क्षेत्र को चुनने के लिए दूरी का चयन करना भी आवश्यक है।
ऑप्टिकल सिस्टम तब आसपास की वस्तुओं से विकिरण के प्रभाव पर विचार किए बिना वांछित सतह से गर्मी के प्रवाह को संसाधित करेगा।
इस उद्देश्य के लिए, पाइरोमीटर के बेहतर मॉडल लेजर पदनामों से लैस हैं जो थर्मल सेंसर को वस्तु तक निर्देशित करने में मदद करते हैं और देखी गई सतह के क्षेत्र के निर्धारण की सुविधा प्रदान करते हैं। उनके अलग-अलग ऑपरेटिंग सिद्धांत हो सकते हैं और अलग-अलग लक्ष्यीकरण सटीकता हो सकती है।
एक एकल लेजर बीम केवल नियंत्रित क्षेत्र के केंद्र के स्थान को लगभग इंगित करता है और इसकी सीमाओं को सटीक रूप से निर्धारित करना संभव बनाता है। इसकी धुरी पाइरोमीटर ऑप्टिकल सिस्टम के केंद्र के सापेक्ष ऑफसेट है। यह एक लंबन त्रुटि का परिचय देता है।
एक समाक्षीय विधि इस खामी से रहित है - लेजर बीम डिवाइस के ऑप्टिकल अक्ष के साथ मेल खाता है और मापा क्षेत्र के केंद्र को सटीक रूप से इंगित करता है, लेकिन इसकी सीमाओं को निर्धारित नहीं करता है।
नियंत्रित क्षेत्र के आयामों का एक संकेत लक्ष्य सूचक में एक डबल लेजर बीम के साथ प्रदान किया जाता है... लेकिन वस्तु से कम दूरी पर, संवेदनशीलता क्षेत्र के प्रारंभिक संकुचन के कारण एक त्रुटि की अनुमति है। कम फोकल लम्बाई वाले लेंस के साथ यह नुकसान बहुत स्पष्ट है।
क्रॉस लेजर पदनाम शॉर्ट फोकस लेंस से लैस पाइरोमीटर की सटीकता में सुधार करते हैं।
एक एकल गोलाकार लेजर बीम आपको अवलोकन क्षेत्र निर्धारित करने की अनुमति देता है, लेकिन इसमें लंबन भी होता है और कम दूरी पर डिवाइस के रीडिंग को अधिक अनुमानित करता है।
एक गोलाकार सटीक लेज़र डिज़ाइनर सबसे मज़बूती से काम करता है और पिछले डिज़ाइनों की सभी कमियों से रहित है।
पाइरोमीटर टेक्स्ट-न्यूमेरिक डिस्प्ले मेथड का उपयोग करके तापमान की जानकारी प्रदर्शित करता है जिसे अन्य सूचनाओं के साथ पूरक किया जा सकता है।
थर्मल इन्सुलेशन डिवाइस
इन तापमान मापने वाले उपकरणों का डिज़ाइन पाइरोमीटर जैसा दिखता है। इन्फ्रारेड विकिरण स्ट्रीम के प्राप्त तत्व के रूप में उनके पास एक हाइब्रिड माइक्रोक्रिकिट है।
एक हाइब्रिड चिप के साथ थर्मल इमेजर के रिसीवर का उपकरण फोटो में दिखाया गया है।
मैट्रिक्स डिटेक्टरों पर आधारित थर्मल इमेजर्स की थर्मल संवेदनशीलता आपको तापमान को 0.1 डिग्री की सटीकता के साथ मापने की अनुमति देती है। लेकिन उच्च सटीकता वाले ऐसे उपकरणों का उपयोग जटिल प्रयोगशाला स्थिर प्रतिष्ठानों के थर्मोग्राफ में किया जाता है।
थर्मल इमेजर के साथ काम करने के सभी तरीके उसी तरह से किए जाते हैं जैसे पाइरोमीटर के साथ, लेकिन इसकी स्क्रीन पर बिजली के उपकरणों की एक तस्वीर प्रदर्शित की जाती है, जो पहले से ही एक संशोधित रंग सरगम \u200b\u200bमें प्रस्तुत की जाती है, जिसमें सभी भागों के ताप की स्थिति को ध्यान में रखा जाता है।
थर्मल छवि के आगे रंगों को तापमान शासक में बदलने के लिए एक पैमाना है।
जब आप पाइरोमीटर और थर्मल इमेजर के प्रदर्शन की तुलना करते हैं, तो आप अंतर देख सकते हैं:
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पाइरोमीटर उस क्षेत्र में औसत तापमान निर्धारित करता है जो वह देखता है;
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थर्मल इमेजर आपको उस क्षेत्र में स्थित सभी घटक तत्वों के ताप का आकलन करने की अनुमति देता है, जिस पर वह नज़र रखता है।
गैर-संपर्क तापमान मीटर की डिज़ाइन सुविधाएँ
ऊपर वर्णित उपकरणों को मोबाइल मॉडल द्वारा दर्शाया गया है जो विद्युत उपकरणों के संचालन के कई स्थानों में लगातार तापमान माप की अनुमति देता है:
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बिजली के इनपुट और मापने वाले ट्रांसफार्मर और स्विच;
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लोड के तहत काम कर रहे डिस्कनेक्टर्स के संपर्क;
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बस सिस्टम की असेंबली और हाई-वोल्टेज स्विचगियर के सेक्शन;
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ओवरहेड बिजली लाइनों के तारों को जोड़ने और बिजली के सर्किट के अन्य स्थानों पर स्विच करने के स्थानों में।
हालांकि, कुछ मामलों में जब बिजली के उपकरणों पर तकनीकी संचालन करते हैं, तो गैर-संपर्क तापमान मीटर के जटिल डिजाइन की आवश्यकता नहीं होती है, और स्थायी रूप से स्थापित सरल मॉडल से निपटना काफी संभव है।
एक उदाहरण रेक्टिफायर उत्तेजना सर्किट के साथ काम करते समय जनरेटर रोटर वाइंडिंग के प्रतिरोध को मापने की विधि है। चूंकि इसमें बड़े एसी घटक प्रेरित होते हैं, इसलिए इसके ताप का नियंत्रण लगातार किया जाता है।
उत्तेजना कॉइल पर रिमोट माप और तापमान का प्रदर्शन घूर्णन रोटर पर किया जाता है। थर्मल सेंसर स्थायी रूप से सबसे अनुकूल नियंत्रण क्षेत्र में स्थित है और इसके प्रति निर्देशित गर्मी किरणों को समझता है। आंतरिक सर्किट द्वारा संसाधित सिग्नल एक सूचना डिस्प्ले डिवाइस के लिए आउटपुट होता है, जो एक पॉइंटर और स्केल से लैस हो सकता है।
इस सिद्धांत पर आधारित योजनाएँ अपेक्षाकृत सरल और विश्वसनीय हैं।
उद्देश्य के आधार पर, पाइरोमीटर और थर्मल इमेजर्स को उपकरणों में विभाजित किया गया है:
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उच्च तापमान, बहुत गर्म वस्तुओं को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया;
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कम तापमान, ठंड के दौरान भागों के ठंडा होने को भी नियंत्रित करने में सक्षम।
आधुनिक पाइरोमीटर और थर्मल इमेजर्स के डिजाइन संचार प्रणालियों और सूचनाओं के प्रसारण से लैस हो सकते हैं RS-232 बस दूरस्थ कंप्यूटर के साथ।