प्लैटिनम प्रतिरोध थर्मोमिटर
परिभाषा
प्लेटिनम थर्मल रेजिस्टन्स (PTR), जिसे प्लेटिनम रेजिस्टन्स थर्मोमीटर (PRT) भी कहा जाता है, तापमान मापन के लिए प्लेटिनम का उपयोग करता है। इसका संचालन यह तथ्य पर आधारित है कि प्लेटिनम का विद्युत प्रतिरोध तापमान के परिवर्तन के साथ अनुमानित रूप से बदलता है। यह प्रकार का थर्मोमीटर -200°C से 1200°C तक की चौड़ी श्रेणी में तापमान का सटीक मापन करने में सक्षम है।
प्लेटिनम, एक निष्क्रिय धातु, उत्कृष्ट मालेबिलिटी रखता है, जिससे इसे आसानी से उन्नत, समान तारों में खींचा जा सकता है। ये विशिष्ट गुण-रासायनिक स्थिरता और नियमित प्रतिरोध-तापमान विशेषताएँ-प्लेटिनम को थर्मोमीटर के सेंसिंग तत्व के रूप में उपयोग करने के लिए आदर्श चुनाव बनाते हैं, विविध अनुप्रयोगों में विश्वसनीय और सटीक तापमान मापन की गारंटी देते हैं।
प्लेटिनम रेजिस्टन्स थर्मोमीटर का कार्य
प्लेटिनम का प्रतिरोध तापमान के साथ लगभग रेखीय संबंध रखता है, जो सटीक तापमान मापन के लिए उपयोग किया जाने वाला मौलिक गुण है। प्रतिरोध मान निर्धारित करने के लिए, प्लेटिनम तत्व के माध्यम से वैकल्पिक या सीधे विद्युत धारा पारित की जाती है। जब धारा प्रवाहित होती है, तो धातु में एक वोल्टेज ड्रॉप उत्पन्न होता है, जिसे एक वोल्टमीटर का उपयोग करके सटीक रूप से मापा जा सकता है। पूर्व-स्थापित कलिब्रेशन समीकरण का उपयोग करके, मापा गया वोल्टेज रीडिंग फिर एक संबंधित तापमान मान में परिवर्तित की जाती है, सटीक तापमान निर्धारण की सुविधा प्रदान करती है।
प्लेटिनम रेजिस्टन्स थर्मोमीटर का निर्माण
नीचे दिए गए चित्र में एक सामान्य प्लेटिनम रेजिस्टन्स थर्मोमीटर की संरचना दिखाई गई है। इसके केंद्र में, प्लेटिनम सेंसिंग कुंडल एक संरक्षी बल्ब के अंदर रखा गया है, जो आमतौर पर ग्लास या पाइरेक्स से बना होता है। ये सामग्रियाँ थर्मल स्थिरता और विद्युत अवरोधन प्रदान करती हैं, सेंसिंग तत्व की अखंडता की सुरक्षा करती हैं। इसके अतिरिक्त, ग्लास ट्यूब की सतह पर लगाए गए एक अवरोधी परत थर्मोमीटर के प्रदर्शन को और बढ़ाती है, सटीक और नियमित तापमान सेंसिंग का योगदान देती है।
प्लेटिनम रेजिस्टन्स थर्मोमीटर्स (PTRs) की संरचनात्मक विवरण
एक PTR में, एक डबल-स्ट्रैंड प्लेटिनम तार एक माइका स्ट्रिप के चारों ओर घुमाया जाता है। यह दोहरा तार विन्यास वैकल्पिक धारा द्वारा उत्पन्न इंडक्टिव प्रभावों को कम करता है, मापन की सटीकता सुनिश्चित करता है। माइका स्ट्रिप, जो एक विद्युत अवरोधी के रूप में कार्य करती है, ट्यूब के छोरों पर स्थित होती है ताकि कुंडल को सुरक्षित रखा जा सके और शॉर्ट सर्किट से बचा जा सके।
एक एबोनाइट कैप ट्यूब के खुले छोर को बंद करता है, यांत्रिक स्थिरता और अवरोधन प्रदान करता है। प्लेटिनम तार के टर्मिनल गाढ़े तांबे के लीड से जुड़े होते हैं, जो अपनी बारी में एबोनाइट कैप में एम्बेडेड टर्मिनल (AB लेबल) से जुड़े होते हैं। तांबे के तारों के प्रतिरोध को दूर करने और सटीकता में सुधार करने के लिए, ऊपरी-अंत टर्मिनलों से दो समान तांबे के तार (CD लेबल) जोड़े जाते हैं। यह "चार-तार" व्यवस्था लीड वायर प्रतिरोध द्वारा उत्पन्न त्रुटियों को दूर करती है, जो उच्च-सटीकता अनुप्रयोगों में एक महत्वपूर्ण विशेषता है।
औद्योगिक-ग्रेड PTR डिजाइन
नीचे दिए गए चित्र में एक औद्योगिक प्लेटिनम रेजिस्टन्स थर्मोमीटर दिखाया गया है। यहाँ, प्लेटिनम सेंसिंग कुंडल एक स्टेनलेस स्टील शीथ या ग्लास/सिरामिक कोटिंग द्वारा सुरक्षित है। यह दोहरा-स्तरीय सीलिंग दो महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करता है:
यह डिजाइन टोहराव और मापन सटीकता के बीच संतुलन बनाता है, प्लेटिनम रेजिस्टन्स थर्मोमीटर्स को प्रयोगशाला अनुसंधान से लेकर उच्च-तापमान औद्योगिक प्रक्रियाओं तक के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
प्लेटिनम रेजिस्टन्स थर्मोमीटर्स के फायदे
उपयोग की सुगमता: प्लेटिनम रेजिस्टन्स थर्मोमीटर के साथ तापमान मापन गैस थर्मोमीटर की तुलना में अधिक सरल है, कम जटिल सेटअप और रखरखाव की आवश्यकता होती है।
उच्च सटीकता: मीटर उच्च रूप से सटीक तापमान रीडिंग प्रदान करता है, जिससे यह कैलिब्रेशन प्रयोगशालाओं या औद्योगिक गुणवत्ता नियंत्रण जैसे सटीकता की मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बन जाता है।
विस्तृत तापमान श्रेणी: यह -200°C से 1200°C तक की चौड़ी तापमान श्रेणी में प्रभावी रूप से कार्य करता है, जो शीतलन से लेकर उच्च-तापमान सेटिंग्स तक विविध परिवेशों को समायोजित करता है।
संवेदनशीलता: थर्मोमीटर नरम तापमान परिवर्तनों के प्रति उत्कृष्ट संवेदनशीलता प्रदर्शित करता है, जिससे छोटे उतार-चढावों का विश्वसनीय पता लगाना सुनिश्चित होता है।
पुनरावृत्तियता: प्लेटिनम का प्रतिरोध-तापमान संबंध उच्च रूप से संगत है। एक दिए गए तापमान के लिए, प्लेटिनम नियमित रूप से एक ही प्रतिरोध मान प्रदर्शित करता है, जो पुनरावृत्त मापन की सुनिश्चितता प्रदान करता है।
प्लेटिनम रेजिस्टन्स थर्मोमीटर्स के नुकसान
महत्वपूर्ण विचार
अपनी सीमाओं के बावजूद, प्लेटिनम रेजिस्टन्स थर्मोमीटर अपनी अतुलनीय स्थिरता, सटीकता और विस्तृत तापमान श्रेणी 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, थर्मोकपल्स) अधिक उपयुक्त हो सकते हैं, लेकिन PTRs ऐसे परिदृश्यों में विशिष्टता और लंबे समय तक विश्वसनीयता की मांग को पूरा करते हैं।
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