পাইরোমিটার কি পরিমাপ করে

একটি পাইরোমিটার তাপমাত্রা পরিমাপ করে - বিশেষত কোনো শারীরিক যোগাযোগের প্রয়োজন ছাড়াই বস্তু এবং পৃষ্ঠের তাপমাত্রা। প্রচলিত থার্মোমিটারের বিপরীতে যেগুলিকে অবশ্যই স্পর্শ করতে হবে যা তারা পরিমাপ করছে, পাইরোমিটার একটি লক্ষ্য দ্বারা নির্গত তাপীয় বিকিরণ সনাক্ত করে এবং সেই সংকেতটিকে তাপমাত্রা পাঠে রূপান্তর করে। এই অ-যোগাযোগ ক্ষমতা তাদের এমন পরিবেশে অপরিহার্য করে তোলে যেখানে সরাসরি পরিমাপ করা অসম্ভব, অব্যবহারিক বা বিপজ্জনক, যেমন চুল্লির ভিতরে, চলন্ত যন্ত্রপাতি বা গলিত ধাতুতে।

মূল নীতি: পাইরোমিটার আসলে কী সনাক্ত করে

পরম শূন্য (−273.15°C) এর উপরে প্রতিটি বস্তু তার তাপমাত্রার একটি ফাংশন হিসাবে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণ নির্গত করে। একটি বস্তু যত বেশি গরম হয়, এটি আরও বেশি বিকিরণ নির্গত করে এবং ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যে - এই কারণেই ইস্পাতের একটি টুকরো নিস্তেজ লাল, তারপরে উজ্জ্বল কমলা, তারপর ক্রমশ উত্তপ্ত হওয়ার সাথে সাথে সাদা হয়ে যায়। একটি পাইরোমিটার এই নির্গত বিকিরণ ক্যাপচার করে, সাধারণত ইনফ্রারেড বা দৃশ্যমান বর্ণালীতে, এবং লক্ষ্যের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা গণনা করতে এটি ব্যবহার করে।

অন্তর্নিহিত পদার্থবিদ্যা প্ল্যাঙ্কের আইন এবং স্টেফান-বোল্টজম্যান আইন দ্বারা পরিচালিত হয়, যা তাপমাত্রা এবং নির্গত বিকিরণের তীব্রতা এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মধ্যে সুনির্দিষ্ট সম্পর্ক বর্ণনা করে। একটি পাইরোমিটারের সেন্সর এবং ইলেকট্রনিক্স এই নীতিগুলি বাস্তব সময়ে প্রয়োগ করে একটি বিকিরণ পরিমাপকে অপারেটরের কাছে প্রদর্শিত তাপমাত্রার মানতে রূপান্তর করতে।

পাইরোমিটারের প্রকার এবং কি প্রতিটি পরিমাপ

অপটিক্যাল পাইরোমিটার (উজ্জ্বলতা পাইরোমিটার)

অপটিক্যাল পাইরোমিটারগুলি একটি গরম বস্তু দ্বারা নির্গত দৃশ্যমান আলোকে একটি ক্রমাঙ্কিত অভ্যন্তরীণ রেফারেন্সের সাথে তুলনা করে তাপমাত্রা পরিমাপ করে - সাধারণত একটি উত্তপ্ত ফিলামেন্ট। অপারেটর ফিলামেন্ট কারেন্ট সামঞ্জস্য করে যতক্ষণ না ফিলামেন্টটি উজ্জ্বল লক্ষ্যের বিপরীতে অদৃশ্য হয়ে যায়, এটি একটি উজ্জ্বলতার মিল নির্দেশ করে। সেই মুহুর্তে, ফিলামেন্ট তাপমাত্রা - এবং তাই লক্ষ্য তাপমাত্রা - একটি ক্রমাঙ্কিত স্কেল থেকে পড়া হয়।

অপটিক্যাল পাইরোমিটারগুলি আনুমানিক 700°C থেকে 3,000°C-এর পরিসরে সবচেয়ে কার্যকর, যা ইস্পাত এবং কাচের উত্পাদন, সিরামিক ভাটা এবং উচ্চ-তাপমাত্রার উপকরণগুলিতে গবেষণার মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে কভার করে৷ তারা নির্গত দৃশ্যমান বিকিরণের উপর ভিত্তি করে তাপমাত্রা পরিমাপ করে এবং এটি মূলত ম্যানুয়াল যন্ত্র, যদিও আধুনিক সংস্করণগুলি মিল প্রক্রিয়াটিকে স্বয়ংক্রিয় করতে ইলেকট্রনিক ডিটেক্টর অন্তর্ভুক্ত করে।

ইনফ্রারেড পাইরোমিটার (বিকিরণ থার্মোমিটার)

ইনফ্রারেড পাইরোমিটার আজ সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত প্রকার। তারা একটি সংজ্ঞায়িত তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যান্ড জুড়ে একটি পৃষ্ঠ দ্বারা নির্গত ইনফ্রারেড বিকিরণ পরিমাপ করে এবং এটিকে বৈদ্যুতিনভাবে তাপমাত্রা পাঠে রূপান্তর করে। তারা একটি বিশাল পরিসর জুড়ে কাজ করে — হিমাঙ্কের নীচে (কিছু মডেল −50 ° C থেকে পরিমাপ করে) থেকে কয়েক হাজার ডিগ্রি সেলসিয়াস পর্যন্ত — কার্যত প্রতিটি শিল্পে তাদের বহুমুখী করে তোলে।

হ্যান্ডহেল্ড ইনফ্রারেড পাইরোমিটারগুলি রক্ষণাবেক্ষণ, এইচভিএসি, খাদ্য সুরক্ষা এবং বৈদ্যুতিক পরিদর্শনে পরিচিত সরঞ্জাম। ফিক্সড বা স্ক্যানিং ইনফ্রারেড পাইরোমিটারগুলিকে শিল্প উত্পাদন লাইনে একত্রিত করা হয় যাতে শীট মেটাল, কাগজ, কাচ এবং প্লাস্টিকের মতো চলমান পণ্যগুলিতে ক্রমাগত তাপমাত্রা নিরীক্ষণ করা হয়।

অনুপাত পাইরোমিটার (দুই রঙের পাইরোমিটার)

অনুপাত পাইরোমিটার দুটি স্বতন্ত্র তরঙ্গদৈর্ঘ্যে বিকিরণ পরিমাপ করে এবং তাপমাত্রা নির্ধারণ করতে তাদের মধ্যে অনুপাত গণনা করে। যেহেতু অনুপাতটি প্রাপ্ত বিকিরণের মোট পরিমাণের থেকে অনেকাংশে স্বাধীন, এই যন্ত্রগুলি ধুলো, ধোঁয়া, বাষ্প, বা লক্ষ্যের আংশিক বাধার প্রতি অনেক কম সংবেদনশীল — এমন অবস্থা যা একক-তরঙ্গদৈর্ঘ্য পাইরোমিটারের যথার্থতা হ্রাস করে।

অনুপাত পাইরোমিটারগুলি কঠোর শিল্প পরিবেশ যেমন ফাউন্ড্রি, জাল দোকান এবং সিমেন্টের ভাটায় বিশেষভাবে মূল্যবান, যেখানে পরিমাপের পথ খুব কমই পরিষ্কার থাকে। তারা কার্যকরভাবে তাপমাত্রা পরিমাপ করে এমনকি যখন লক্ষ্যমাত্রার একটি ভগ্নাংশ যন্ত্রের দৃশ্যের ক্ষেত্রে দৃশ্যমান হয়।

অদৃশ্য ফিলামেন্ট পাইরোমিটার

অপটিক্যাল পাইরোমিটারের একটি নির্দিষ্ট ফর্ম, অদৃশ্য হয়ে যাওয়া ফিলামেন্টের ধরন একটি ভাস্বর বাতি ফিলামেন্টের উজ্জ্বলতা লক্ষ্যের উজ্জ্বলতার সাথে তুলনা করে। যখন ফিলামেন্ট কারেন্ট টার্গেটের উজ্জ্বলতার সাথে সামঞ্জস্য করা হয়, তখন ফিলামেন্টটি দৃশ্যত ব্যাকগ্রাউন্ডের সাথে মিশে যায় এবং অদৃশ্য হয়ে যায়। এই নাল-ম্যাচিং কৌশলটি উচ্চ নির্ভুলতা প্রদান করে এবং ইলেকট্রনিক যন্ত্রগুলি প্রভাবশালী হওয়ার আগে ঐতিহাসিকভাবে উচ্চ-তাপমাত্রা পরিমাপের জন্য রেফারেন্স স্ট্যান্ডার্ড ছিল।

পাইরোমিটার পরিমাপে নির্গমনের ভূমিকা

নির্গততা হল পাইরোমিটার পরিমাপের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ-এবং প্রায়শই ভুল বোঝার কারণগুলির মধ্যে একটি। এটি বর্ণনা করে যে ব্ল্যাকবডি নামে পরিচিত একটি নিখুঁত তাত্ত্বিক নির্গমনকারীর তুলনায় একটি পৃষ্ঠ কতটা দক্ষতার সাথে তাপীয় বিকিরণ নির্গত করে, যার নির্গততা 1.0। বাস্তব পদার্থের নির্গততা 0 এবং 1 এর মধ্যে থাকে এবং এই মানটি উপাদান, পৃষ্ঠের সমাপ্তি এবং এমনকি তাপমাত্রার সাথে পরিবর্তিত হয়।

একটি পালিশ করা অ্যালুমিনিয়াম পৃষ্ঠের নির্গততা প্রায় 0.05 হতে পারে, যার অর্থ এটি একই তাপমাত্রায় একটি নিখুঁত ব্ল্যাকবডি বিকিরণের মাত্র 5% নির্গত করে। একটি unglazed সিরামিক পৃষ্ঠ 0.95 কাছাকাছি হতে পারে. যদি একটি pyrometer ভুল নির্গমন মান সেট করা হয়, তাপমাত্রা রিডিং উল্লেখযোগ্যভাবে ভুল হতে পারে - কখনও কখনও শত ডিগ্রী দ্বারা।

বেশিরভাগ আধুনিক ইনফ্রারেড পাইরোমিটার অপারেটরকে লক্ষ্যবস্তুর সাথে মেলে নির্গততা সেটিং সামঞ্জস্য করার অনুমতি দেয়। সঠিক পরিমাপ নির্ভর করে পরিমাপ করা পৃষ্ঠের নির্গততা জানার উপর, যা প্রকাশিত রেফারেন্স টেবিলে পাওয়া যেতে পারে বা তুলনা করার জন্য একটি যোগাযোগ থার্মোমিটার ব্যবহার করে পরীক্ষামূলকভাবে নির্ধারণ করা যেতে পারে। অনুপাত পাইরোমিটারগুলি নিখুঁত তীব্রতার পরিবর্তে দুটি তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অনুপাতের উপর নির্ভর করে এই সমস্যাটিকে আংশিকভাবে এড়িয়ে যায়, তাদের নির্গমন অনিশ্চয়তার প্রতি কম সংবেদনশীল করে তোলে।

তাপমাত্রা পরিসীমা পাইরোমিটার পরিমাপ করতে পারে

পরিচিতি থার্মোমিটারের উপর পাইরোমিটারের একটি সংজ্ঞায়িত সুবিধা হল তাদের অত্যন্ত বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসীমা জুড়ে পরিমাপ করার ক্ষমতা। স্ট্যান্ডার্ড ইন্ডাস্ট্রিয়াল ইনফ্রারেড পাইরোমিটার সাধারণত মডেলের উপর নির্ভর করে 0°C থেকে 1,000°C বা −50°C থেকে 500°C পর্যন্ত রেঞ্জ কভার করে। ইস্পাত, কাচ, এবং সিরামিক শিল্পের জন্য ডিজাইন করা বিশেষজ্ঞ উচ্চ-তাপমাত্রা পাইরোমিটারগুলি নিয়মিতভাবে 2,000 ডিগ্রি সেলসিয়াস বা তার বেশি পরিমাপ করে। চরম প্রান্তে, গবেষণা এবং প্রতিরক্ষা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত অপটিক্যাল পাইরোমিটারগুলি 3,000 ° C-এর বেশি তাপমাত্রা পরিমাপ করতে পারে - যে কোনও থার্মোকল বা প্রতিরোধের থার্মোমিটারের ক্ষমতার বাইরে।

স্পেকট্রামের নীচের প্রান্তে, অত্যন্ত সংবেদনশীল ইনফ্রারেড ডিটেক্টর কিছু পাইরোমিটারকে পরিবেষ্টিত বা এমনকি সাব-জিরোর কাছাকাছি তাপমাত্রা পরিমাপ করতে দেয়, যা খাদ্য হিমায়ন পর্যবেক্ষণ, ফার্মাসিউটিক্যাল কোল্ড চেইন ম্যানেজমেন্ট এবং বিল্ডিং এনার্জি অডিটগুলিতে দরকারী।

ইন্ডাস্ট্রিয়াল অ্যাপ্লিকেশান: কি পাইরোমিটার অনুশীলনে পরিমাপ করে

ধাতু উত্পাদন এবং প্রক্রিয়াকরণ

পাইরোমিটার হল ইস্পাত তৈরি, অ্যালুমিনিয়াম গলানোর এবং ধাতু ফোরজিংয়ের মৌলিক হাতিয়ার। তারা চুল্লি এবং ল্যাডলে গলিত ধাতুর তাপমাত্রা, রোলিং মিলের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় বিলেট এবং স্ল্যাবের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা এবং তাপ চিকিত্সা এবং অ্যানিলিং করার সময় সমাপ্ত পণ্যের তাপমাত্রা পরিমাপ করে। প্রতিটি পর্যায়ে সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ সরাসরি চূড়ান্ত পণ্যের ধাতুবিদ্যা বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে।

কাচ উত্পাদন

গঠন, অ্যানিলিং এবং টেম্পারিংয়ের সময় কাচকে অবশ্যই সঠিক তাপমাত্রার জানালার মধ্যে বজায় রাখতে হবে। পাইরোমিটারগুলি চুল্লিতে গলিত কাচের তাপমাত্রা, ভাসমান লাইনের কাচের ফিতা এবং অ্যানিলিং লেহরের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় কাচের শীটগুলির তাপমাত্রা পরিমাপ করে। যোগাযোগের পরিমাপ গলিত বা চলমান কাঁচে সম্ভব নয়, এই পরিমাপের জন্য যোগাযোগহীন পাইরোমেট্রিকে একমাত্র কার্যকর প্রযুক্তি করে তোলে।

সিরামিক এবং ভাটা

মৃৎপাত্র, চীনামাটির বাসন, অবাধ্য ইট, এবং উন্নত প্রযুক্তিগত সিরামিক সবই ভাটাগুলিতে 1,600 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি তাপমাত্রায় নিক্ষেপ করা হয়। পাইরোমিটারগুলি ভাটির ভিতরের তাপমাত্রা এবং ফায়ারিং চক্র জুড়ে নিজেই গুদামের তাপমাত্রা পরিমাপ করে, অপারেটরদের অভিন্ন গরম করা নিশ্চিত করতে এবং তাপীয় শক বা আন্ডারফায়ারিং প্রতিরোধ করতে সক্ষম করে।

প্লাস্টিক এবং রাবার প্রক্রিয়াকরণ

এক্সট্রুশন, ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ, এবং প্লাস্টিক এবং রাবারের ক্যালেন্ডারিংয়ের জন্য পণ্যের গুণমান নিশ্চিত করতে এবং অবক্ষয় রোধ করতে পৃষ্ঠের তাপমাত্রার সুনির্দিষ্ট পরিমাপ প্রয়োজন। ইনফ্রারেড পাইরোমিটারগুলি উপাদানটির তাপমাত্রা পরিমাপ করে যখন এটি মারা যায় এবং ছাঁচ হয়ে যায় বা এটি পরিবাহক সিস্টেমের সাথে চলতে থাকে, প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের জন্য রিয়েল-টাইম প্রতিক্রিয়া প্রদান করে।

বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক রক্ষণাবেক্ষণ

হ্যান্ডহেল্ড ইনফ্রারেড পাইরোমিটারগুলি বৈদ্যুতিক পরিদর্শক এবং রক্ষণাবেক্ষণ প্রকৌশলীদের জন্য আদর্শ সরঞ্জাম। তারা সুইচগিয়ার, ট্রান্সফরমার, মোটর, বিয়ারিং এবং তারের জয়েন্টগুলির পৃষ্ঠের তাপমাত্রা পরিমাপ করে হট স্পটগুলি সনাক্ত করতে যা ব্যর্থ নিরোধক, ওভারলোড কন্ডাক্টর, বা অপর্যাপ্ত তৈলাক্তকরণের ইঙ্গিত দেয়—সবকিছু ব্যর্থ হওয়ার আগে।

খাদ্য নিরাপত্তা এবং HVAC

খাদ্য উত্পাদন এবং ক্যাটারিংয়ে, পাইরোমিটারগুলি পণ্যকে দূষিত না করে খাদ্য সুরক্ষা সম্মতি যাচাই করতে রান্না করা এবং ঠাণ্ডা পণ্যগুলির পৃষ্ঠের তাপমাত্রা পরিমাপ করে। বিল্ডিং পরিষেবাগুলিতে, তারা হিটিং সিস্টেমের কার্যকারিতা মূল্যায়ন করতে এবং তাপের ক্ষতি সনাক্ত করতে পাইপ পৃষ্ঠ, রেডিয়েটার, বায়ু নালী এবং নিরোধকের তাপমাত্রা পরিমাপ করে।

পরিচিতি থার্মোমিটারের উপরে পাইরোমিটারের সুবিধা

পাইরোমেট্রির অ-যোগাযোগ প্রকৃতি শুধুমাত্র শারীরিক বিপদ এড়ানোর বাইরেও বেশ কিছু ব্যবহারিক সুবিধা প্রদান করে। পাইরোমিটারগুলি চলমান লক্ষ্যগুলি পরিমাপ করতে পারে যা একটি থার্মোকল অনুসরণ করতে পারে না, খুব ছোট লক্ষ্যগুলিকে তাদের থেকে তাপ শোষণ না করেই পরিমাপ করতে পারে এবং তাপমাত্রার পরিবর্তনগুলিতে প্রায় তাত্ক্ষণিকভাবে প্রতিক্রিয়া জানাতে পারে - একটি উপাদানে এমবেড করা থার্মোকলের সেকেন্ডের তুলনায় মিলিসেকেন্ডের প্রতিক্রিয়ার সময়গুলি সাধারণ।

পাইরোমিটারগুলি প্রোবের যোগাযোগের সাথে সংবেদনশীল উপাদানগুলিকে দূষিত করার ঝুঁকিও দূর করে, যা সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন, ওষুধ প্রক্রিয়াকরণ এবং খাদ্য উত্পাদনে গুরুত্বপূর্ণ। উচ্চ-ভলিউম উত্পাদন পরিবেশে চলমান রক্ষণাবেক্ষণের খরচ কমিয়ে, তাদের কোন ভোগ্য প্রোব টিপস বা সুরক্ষা টিউবের প্রয়োজন নেই।

বোঝার সীমাবদ্ধতা

তাদের বহুমুখিতা সত্ত্বেও, পাইরোমিটারের গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতা রয়েছে। তারা শুধুমাত্র পৃষ্ঠের তাপমাত্রা পরিমাপ করে - তারা একটি বস্তুর অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা নির্ধারণ করতে পারে না। অ্যাপ্লিকেশানগুলিতে যেখানে থ্রু-থিকনেস তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্টগুলি তাৎপর্যপূর্ণ, যেমন পুরু-বিভাগের ফোরজিংস বা কাস্টিংগুলিতে, সম্পূরক যোগাযোগ পরিমাপের পদ্ধতিগুলি এখনও প্রয়োজন হতে পারে।

পরিমাপের নির্ভুলতা সঠিক নির্গমন সেটিংস, একটি পরিষ্কার অপটিক্যাল পাথ এবং যন্ত্রের দৃশ্যের ক্ষেত্রের সাথে সম্পর্কিত একটি উপযুক্ত লক্ষ্য আকারের উপর অনেক বেশি নির্ভর করে। লক্ষ্যমাত্রা পরিমাপের স্থানের চেয়ে ছোট হলে, পটভূমি বিকিরণ পাঠকে দূষিত করে। ভারী কণা দূষণ, বাষ্প বা মধ্যবর্তী কাচ সহ পরিবেশে, বিকিরণ সংকেত ক্ষয়প্রাপ্ত হয় এবং একক-তরঙ্গদৈর্ঘ্য পাইরোমিটার প্রকৃত তাপমাত্রাকে আন্ডার-রিড করবে।

সারাংশ

একটি পাইরোমিটার কোনো শারীরিক যোগাযোগ ছাড়াই তাদের নির্গত তাপীয় বিকিরণ সনাক্ত করে বস্তু এবং পৃষ্ঠতলের তাপমাত্রা পরিমাপ করে। ধরণ-অপটিক্যাল, ইনফ্রারেড বা অনুপাতের উপর নির্ভর করে- পাইরোমিটারগুলি শিল্প, বৈজ্ঞানিক, এবং রক্ষণাবেক্ষণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির একটি বিশাল পরিসরে সাব-জিরো থেকে 3,000 °C পর্যন্ত তাপমাত্রা পরিমাপ করতে পারে। তাদের নির্ভুলতা সঠিক নির্গমন সেটিংস এবং লক্ষ্যের একটি স্পষ্ট দৃষ্টিভঙ্গির উপর নির্ভর করে, তবে এই প্যারামিটারগুলির মধ্যে তারা যে কোনও পরিস্থিতির জন্য অনন্যভাবে সক্ষম যন্ত্র যেখানে যোগাযোগের থার্মোমেট্রি অবাস্তব, অসম্ভব বা অনিরাপদ৷