گرم تاری آنیمومیٹر

تعریف

ہوٹ وائر اینیمومیٹر فلڈ کے جاریہ اور سمت کو معلوم کرنے کا ایک آلہ ہے جو گرم کردہ تار کو فلڈ کے ساتھ رکھ کر اس کی حرارت کی کمی کو مقدار کرتا ہے۔ تار برقی کرنٹ کے ذریعے گرم کیا جاتا ہے، اور اس کی حرارت کی تبدیلی - جو فلڈ کو حرارت منتقل کرنے کے باعث ہوتی ہے - جاریہ کے خصوصیات کا اندازہ دیتی ہے۔

جب گرم کردہ تار کو فلڈ کے ساتھ رکھا جاتا ہے، تو حرارت تار سے فلڈ کو منتقل ہوتی ہے، جس کے باعث تار کی حرارت کم ہوجاتی ہے۔ تار کی برقی مقناطیسی قابلیت کی تبدیلی (حرارت کی تبدیلی کے باعث) فلڈ کے جاریہ کے ساتھ مستقیماً منسلک ہوتی ہے، جس کے ذریعے رفتار کا پیمانہ لگایا جا سکتا ہے۔

گرم تر شئے سے کم گرم فلڈ کو حرارت منتقل کرنے کے اصول پر مبنی ہوٹ وائر اینیمومیٹر کو مائعاتیات کے مطالعے کے طور پر نظریہ کے مطالعہ کے لیے وسیع طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔

بنیادی ڈھانچہ

ہوٹ وائر اینیمومیٹر کے دو بنیادی حصے ہوتے ہیں:

• ناقل تار
  

• کچھا، مقناطیسی تار (جیسے پلاتینم، ٹنگسٹن) کیرامک یا معدنی پروب کے اندر رکھا جاتا ہے۔

• تار فلڈ کے ساتھ رکھا جاتا ہے، جہاں یہ ہیٹر اور حرارت سینسر کے طور پر کام کرتا ہے۔

• تار کے لیڈ پروب سے باہر نکلتے ہیں تاکہ میزبان کی کرنٹ کے ساتھ جڑ سکیں۔

• ویٹسٹون بریج سرکٹ

• پریشن برقی سرکٹ جس کا استعمال تار کی مقناطیسی قابلیت کی خفیف تبدیلیوں کو معلوم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔

• بریج کی کالیبریشن کی جاتی ہے تاکہ حرارت کی کمی کے باعث ہونے والی مقناطیسی قابلیت کی تبدیلیوں کو معلوم کیا جا سکے، جس کو جاریہ کی رفتار کے مطابق تبدیل کیا جاتا ہے۔

عمل: مستقل کرنٹ کا طریقہ

• ترتیب: اینیمومیٹر کا پروب جس فلڈ کی رفتار کا پیمانہ لگانا ہو اس کے ساتھ رکھا جاتا ہے۔

• تار کو گرم کرنا: مستقل برقی کرنٹ کو ناقل تار کے ذریعے گزرایا جاتا ہے، جس کے باعث یہ فلڈ سے زیادہ گرم ہو جاتا ہے۔

• حرارت کا منتقل ہونا: جب فلڈ تار کے اوپر جاری ہوتا ہے، تو یہ حرارت کو لے جاتا ہے، جس کے باعث تار کی حرارت کم ہوجاتی ہے۔ تیز رفتاری کے ساتھ حرارت کی کمی زیادہ ہوتی ہے، جس کے باعث زیادہ حرارت کم ہوجاتی ہے۔

• مقناطیسی قابلیت کا پیمانہ: ویٹسٹون بریج تار کی مقناطیسی قابلیت کا نظارہ کرتا ہے، جو حرارت کے ساتھ گرا ہوتا ہے (زیادہ تر میٹلوں کے لیے)۔ بریج سرکٹ کو مستقل ولٹیج پر رکھا جاتا ہے، جس کے باعث مقناطیسی قابلیت کی تبدیلیوں کو فلڈ کی رفتار کے ساتھ متعلق کیا جا سکتا ہے۔

مهم کاربردگیاں

• ہوائی دینامیات، آبی دینامیات، اور حدود کی لیئر کے مطالعے میں تحقیق۔

• پائپ لائن، ایچ وی اے سی سسٹم، اور ہوائی نلیوں میں صنعتی جاریہ کا پیمانہ لگانا۔

• بحر، فضائی، اور حیاتی نظاموں میں مائع کی حرکت کے ماحولیاتی مطالعے۔

فائدے

• تیز رفتار جاریہ کی میلان کے لیے عالی حساسیت (تیز رفتار جاریہ کے مطالعے کے لیے مثالی)۔

• کمپیکٹ ڈیزائن کی وجہ سے محدود جگہوں میں پیمانہ لگانا ممکن ہے۔

• مناسب پروب کی سمت کے ساتھ جاریہ کی رفتار اور سمت کا مستقیم پیمانہ لگانا۔

جب گرم کردہ تار کو مائع کے جاریہ میں رکھا جاتا ہے، تو حرارت تار سے مائع کو منتقل ہوتی ہے۔ منتقل ہونے والی حرارت کی مقدار تار کی مقناطیسی قابلیت کے ساتھ مستقیماً منسلک ہوتی ہے۔ جب حرارت کی کمی کم ہوتی ہے، تو تار کی مقناطیسی قابلیت بھی کم ہوجاتی ہے۔ ویٹسٹون بریج یہ مقناطیسی قابلیت کی تبدیلیوں کو معلوم کرتا ہے، جس کو پھر مائع کے جاریہ کے ساتھ متعلق کیا جاتا ہے۔

مستقل حرارت کا طریقہ

اس کیفیت میں، برقی کرنٹ تار کو گرم کرتا ہے۔ جب گرم تار کو فلڈ کے ساتھ رکھا جاتا ہے، تو حرارت تار سے فلڈ کو منتقل ہوتی ہے، جس کے باعث تار کی حرارت - اور نتیجے میں اس کی مقناطیسی قابلیت - تبدیل ہوجاتی ہے۔ یہ طریقہ تار کی حرارت کو مستقل رکھنے کے اصول پر کام کرتا ہے۔

پیش رفت کا مکانیک برقی کرنٹ کو تار کے ذریعے در حقیقت وقت کے مطابق تبدیل کرتا ہے تاکہ حرارت کی کمی کو متوازن کیا جا سکے۔ تار کی ابتدائی حرارت کو واپس لانے اور اسے برقرار رکھنے کے لیے ضروری کل کرنٹ فلڈ کے جاریہ کے ساتھ مستقیماً منسلک ہوتا ہے: تیز رفتاری کے ساتھ زیادہ کرنٹ کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ زیادہ حرارت کی کمی کو متعوض کیا جا سکے۔ یہ گیس یا مائع کی رفتار کا صحیح پیمانہ لگانے کی اجازت دیتا ہے برقی کرنٹ کی تبدیلیوں کو جاریہ کے ساتھ متعلق کرتے ہوئے۔

ہوٹ وائر اینیمومیٹر کے ذریعے مائع کے جاریہ کا پیمانہ لگانا

ہوٹ وائر اینیمومیٹر میں، برقی کرنٹ فائن تار کو گرم کرتا ہے جو مائع کے جاریہ کے اندر رکھا جاتا ہے۔ ویٹسٹون بریج سرکٹ کا استعمال تار کی حرارت کو معلوم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے تار کی برقی مقناطیسی قابلیت کو نظارہ کرتے ہوئے، کیونکہ مقناطیسی قابلیت حرارت کے ساتھ تبدیل ہوتی ہے۔

مستقل حرارت کا طریقہ (ایک عام عمل کا طریقہ) کے لیے، تار کی حرارت کو فلڈ کے ساتھ حرارت کی کمی کے باوجود ثابت رکھا جاتا ہے۔ پیش رفت کا مکانیک برقی کرنٹ کو درحقیقت وقت کے مطابق تبدیل کرتا ہے تاکہ حرارت کی کمی کو متوازن کیا جا سکے، بریج کو متوازن رکھنے کا اہتمام کرتا ہے۔ تار کی ثابت حرارت کو برقرار رکھنے کے لیے ضروری گرم کرنے کے کرنٹ کی مقدار فلڈ کے جاریہ کے ساتھ مستقیماً منسلک ہوتی ہے، جس سے صحیح رفتار کا پیمانہ لگایا جا سکتا ہے۔

معمولی ریزسٹر گرم کرنے والے تار کے سلسلے میں جڑا ہوتا ہے۔ تار کے ذریعے گزرنا کرنٹ کو معلوم کرنے کے لیے ریزسٹر کے اوپر ولٹیج کی کمی کو معلوم کیا جا سکتا ہے، جو پوٹینٹی میٹر کے ذریعے صحیح طور پر معلوم کیا جاتا ہے۔

گرم کردہ تار سے حرارت کی کمی کو معلوم کرنے کے لیے نیچے دی گئی مساوات کا استعمال کیا جا سکتا ہے:

جہاں:

• v = مائع کے جاریہ کی رفتار،

• ρ = مائع کی کثافت،

• a اور b = مائع کی ابعاد، جسمانی خصوصیات، اور تار پر منسلک دائمی اعداد۔

فرض کریں کہ I تار کے ذریعے گزرنا کرنٹ ہے اور R اس کی مقناطیسی قابلیت ہے، تعادل پر: 

آلات کی مقناطیسی قابلیت اور حرارت کو ثابت رکھا جاتا ہے مائع کی رفتار کا پیمانہ لگانے کے لیے کرنٹ I کو معلوم کرتے ہوئے۔

یہ سیٹ اپ مائع کی رفتار، حرارت کی منتقلی، اور برقی مقناطیسی قابلیت کے درمیان تعلق کا استعمال کرتا ہے مختلف مطالعات میں صحیح، دینامک جاریہ کے معلومات کا فراہم کرتا ہے، لیبارٹری کے مطالعات سے صنعتی عمل کے کنٹرول تک۔

حرارت کی منتقلی، برقی مقناطیسی قابلیت، اور مائع کی دینامیات کے درمیان تعلق کا استعمال کرتے ہوئے ہوٹ وائر اینیمومیٹر علمی اور مهندسی کے شعبوں میں صحیح جاریہ کی شناخت کے لیے بنیادی آلہ رہا ہے۔