प्लैटिनम प्रतिरोध थर्मोमीटर
परिभाषा
एक प्लैटिनम थर्मल रेजिस्टेंस (PTR), जिसे प्लैटिनम रेजिस्टेंस थर्मोमीटर (PRT) के रूप में भी जाना जाता है, तापमान मापन के लिए प्लैटिनम का उपयोग करता है। इसका संचालन यह मान्यता पर आधारित है कि प्लैटिनम का विद्युत प्रतिरोध तापमान के परिवर्तन के साथ भविष्यवाणीय रूप से बदलता है। इस प्रकार का थर्मोमीटर -200°C से 1200°C तक एक व्यापक तापमान सीमा में तापमान का सटीक मापन करने में सक्षम है।
प्लैटिनम, एक असक्रिय धातु, उत्कृष्ट योग्यता का धारण करता है, जिससे इसे आसानी से उन्नत और एकसमान तारों में खींचा जा सकता है। ये विशेष गुण - रासायनिक स्थिरता और संगत प्रतिरोध-तापमान विशेषताएँ - प्लैटिनम को थर्मोमीटरों में संवेदनशील तत्व के रूप में उपयोग करने के लिए आदर्श चुनाव बनाते हैं, जिससे विभिन्न अनुप्रयोगों में विश्वसनीय और सटीक तापमान मापन सुनिश्चित होता है।
प्लैटिनम रेजिस्टेंस थर्मोमीटर का काम कैसे करता है
प्लैटिनम का प्रतिरोध तापमान के साथ लगभग रैखिक संबंध रखता है, जो सटीक तापमान मापन के लिए एक मौलिक गुण है। प्रतिरोध मान निर्धारित करने के लिए, प्लैटिनम तत्व में एक वैकल्पिक या सीधा विद्युत धारा पारित की जाती है। जैसे-जैसे धारा प्रवाहित होती है, धातु में एक वोल्टेज ड्रॉप पैदा होता है, जिसे एक वोल्टमीटर का उपयोग करके सटीक रूप से मापा जा सकता है। पूर्व-स्थापित कलिब्रेशन समीकरण का उपयोग करके, मापी गई वोल्टेज रीडिंग को फिर से एक संबंधित तापमान मान में परिवर्तित किया जाता है, जिससे सटीक तापमान निर्धारण संभव होता है।
प्लैटिनम रेजिस्टेंस थर्मोमीटरों का निर्माण
नीचे दिए गए आरेख एक आम प्लैटिनम रेजिस्टेंस थर्मोमीटर की संरचना दिखाता है। इसके केंद्र में, प्लैटिनम सेंसिंग कॉइल आमतौर पर ग्लास या पायरेक्स से निर्मित सुरक्षात्मक बल्ब में घेरा रहता है। ये सामग्रियाँ थर्मल स्थिरता और विद्युत अवरोध प्रदान करती हैं, संवेदनशील तत्व की अखंडता की सुरक्षा करती हैं। इसके अलावा, ग्लास ट्यूब की सतह पर लगाए गए एक अवरोधक परत थर्मोमीटर के प्रदर्शन को और बढ़ाती है, सटीक और संगत तापमान सेंसिंग में योगदान देती है।
प्लैटिनम रेजिस्टेंस थर्मोमीटरों (PTRs) की संरचनात्मक विवरण
एक PTR में, एक दोहरा प्लैटिनम तार मिका स्ट्रिप के चारों ओर लपेटा जाता है। यह दोहरा तार विन्यास वैकल्पिक धारा द्वारा पैदा होने वाले प्रेरण प्रभावों को कम करता है, माप की सटीकता सुनिश्चित करता है। मिका स्ट्रिप, एक विद्युत अवरोधक के रूप में, ट्यूब के छोरों पर स्थित होता है जो कॉइल को सुरक्षित रखता है और शॉर्ट सर्किट से बचाता है।
एक एबोनाइट कैप ट्यूब के खुले छोर को सील करता है, जो मैकेनिकल स्थिरता और अवरोध प्रदान करता है। प्लैटिनम तार के टर्मिनल दिखाए गए AB टर्मिनलों से जुड़े मोटे तांबे के लीड से जुड़े होते हैं। तांबे के तारों के प्रतिरोध को विरोध करने और सटीकता में सुधार करने के लिए, ऊपरी छोर के टर्मिनलों से दो समान तांबे के तार (CD लेबलित किए गए विशोधन लीड) जुड़े होते हैं। यह "चार-तार" व्यवस्था लीड तार प्रतिरोध के कारण होने वाले त्रुटियों को दूर करती है, जो उच्च-सटीकता अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण विशेषता है।
औद्योगिक ग्रेड PTR डिजाइन
नीचे दिए गए आरेख एक औद्योगिक प्लैटिनम रेजिस्टेंस थर्मोमीटर को दर्शाता है। यहाँ, प्लैटिनम सेंसिंग कॉइल एक स्टेनलेस स्टील शीथ या ग्लास/सिरामिक कोटिंग द्वारा सुरक्षित होता है। यह दोहरा-स्तरीय सीलिंग दो मुख्य लाभ प्रदान करता है:
यह डिजाइन दृढ़ता और माप की सटीकता के बीच संतुलन बनाता है, जिससे प्लैटिनम रेजिस्टेंस थर्मोमीटर लैबोरेटरी अनुसंधान से लेकर उच्च-तापमान औद्योगिक प्रक्रियाओं तक के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बन जाते हैं।
प्लैटिनम रेजिस्टेंस थर्मोमीटरों के फायदे
उपयोग की सरलता: प्लैटिनम रेजिस्टेंस थर्मोमीटर से तापमान मापन गैस थर्मोमीटर की तुलना में अधिक सरल है, जिसके लिए कम जटिल सेटअप और रखरखाव की आवश्यकता होती है।
उच्च सटीकता: मीटर उच्च रूप से सटीक तापमान पढ़ता है, जिससे यह कैलिब्रेशन लैबोरेटरी या औद्योगिक गुणवत्ता नियंत्रण जैसे सटीकता की मांग करने वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बन जाता है।
व्यापक तापमान सीमा: यह -200°C से 1200°C तक एक व्यापक तापमान सीमा में प्रभावी रूप से कार्य करता है, जो जमाव से लेकर उच्च-तापमान सेटिंग्स तक के विविध परिवेशों को समायोजित करता है।
संवेदनशीलता: थर्मोमीटर तापमान के थोड़े-से परिवर्तनों के प्रति उत्कृष्ट संवेदनशीलता प्रदर्शित करता है, जिससे भले ही छोटे उतार-चढावों का भी विश्वसनीय निर्धारण सुनिश्चित होता है।
पुनरुत्पादनशीलता: प्लैटिनम का प्रतिरोध-तापमान संबंध उच्च रूप से संगत है। एक दिए गए तापमान के लिए, प्लैटिनम नियमित रूप से समान प्रतिरोध मान प्रदर्शित करता है, जिससे पुनरावृत्त मापन सुनिश्चित होता है।
प्लैटिनम रेजिस्टेंस थर्मोमीटरों के नुकसान
महत्वपूर्ण विचार
अपनी सीमाओं के बावजूद, प्लैटिनम रेजिस्टेंस थर्मोमीटर अपनी अतुलनीय स्थिरता, सटीकता और व्यापक तापमान सीमा के कारण कई क्षेत्रों में पसंदीदा चुनाव बना रहता है। अत्यधिक उच्च तापमान या तेज प्रतिक्रिया की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए वैकल्पिक सेंसर (जैसे, थर्मोकपल) अधिक उपयुक्त हो सकते हैं, लेकिन PTRs ऐसी स्थितियों में उत्कृष्ट होते हैं जहाँ संगतता और लंबे समय तक की विश्वसनीयता की मांग होती है।
