ایلیکٹرو میگنیٹک انڈکشن پر مبنی کیبل کے مرکزیت کی میزراش میں ترقی: جٹر کو دفع کرنا اور دقت میں بہتری لانا

آن لائن کیبل ایکسینٹریسٹی میپنگ کا ایک بنیادی چلنا کیبل کی تیز رفتار حرکت ہے۔ یہ غیر ملمس میپنگ ڈھانچے کی ضرورت ہوتی ہے جو کیبل کی چڑھنے کو سنبھال سکے۔ X-رے کیبل ایکسینٹریمیٹرز، آپٹیکل ٹرانسمیشن تصویر بندی پر مبنی ہوتے ہیں، یہ متعدد لایروں کے کنٹور کے ابعاد کو ناپتے ہیں تاکہ کنڈکٹرز کے ہندسی مرکز کو عازلت کے ایکسینٹریسٹی کے حوالے سے شمار کریں۔ تاہم، ان کی کچھ خامیاں ہیں: کم رفتار میپنگ (صرف کچھ بار فی سیکنڈ)، کیبل کی چڑھنے سے غلطیوں کا اضافہ، اور زیادہ قیمت۔

1 الیکٹرو میگنیٹک القاء پر مبنی کیبل ایکسینٹریمیٹرز کا اصول

الیکٹرو میگنیٹک القاء پر مبنی کیبل ایکسینٹریمیٹرز آپٹیکل قطر کے میپنگ اور الیکٹرو میگنیٹک القاء کو کنڈکٹرز کی تشخیص کے لیے ملا کر استعمال کرتے ہیں۔ وہ کنڈکٹرز کے برقی مرکز (ہندسی ایکسینٹریسٹی سے بہتر) کو ناپتے ہیں، ہزاروں میپنگ فی سیکنڈ کی تیز رفتاری کے ساتھ۔ تیز رفتار میپنگ کیبل کی چڑھنے کے اثرات کو کم کرتی ہے، جس سے متعدد لایروں کے ابعاد کی ضرورت کے بغیر X-رے ڈھانچوں کو بدل دیا جاتا ہے۔

موجودہ درآمدی پروڈکٹ (عمومی اصولوں کے مطابق) چار القائی کoil استعمال کرتے ہیں تاکہ میگنیٹک فیلڈ کو پتہ کریں (جیسے فگر 1 میں دکھایا گیا ہے)۔ کچھ کنڈکٹرز کے مرکز کو مساوی سگنل کی طاقت کے ذریعے تعین کرتے ہیں (اگر نامساو ہو تو موٹروں کے ذریعے ونڈو کو ٹیک)؛ دوسرے کنڈکٹرز کے مرکز کو پتہ لگانے کے لیے سگنل کی طاقت سے حساب کرتے ہیں۔

2 میپنگ کی صحت کا کنٹرول

موٹروں کی ٹیکنگ کے لیے ایک عمل ہوتا ہے، جس کی وجہ سے لاگو ہونے کی تاخیر ہوتی ہے۔ یہ عازلت اور کنڈکٹرز کے میپنگ کے درمیان سنکرونائزیشن کو کم کرتا ہے، جس سے تاخیر کی غلطیاں پیدا ہوتی ہیں - زیادہ سیور کیبل چڑھنے کی وجہ سے بڑی غلطیاں ہوتی ہیں۔ عملی طور پر، یہ کمزوری ظاہر ہوتی ہے: اگر کیبل چڑھنے کی وجہ سے ایکسینٹریسٹی کے میپنگ کے نتائج غیر مستحکم ہو جاتے ہیں، تو ایک سے زیادہ فلکٹیشن ہوتی ہے۔ یہ معدنی تجهیز کی غلطی کو ظاہر کرتا ہے، نہ کہ کیبل کی حقیقی حالت کو۔

تاہم، کنڈکٹرز کے مرکز کو مساوی سگنل کی طاقت کے ذریعے تعین کرنے کا طریقہ ہمیشہ صحیح نہیں ہوتا۔ بیوٹ-سوار کا قانون بتاتا ہے: کسی نقطہ پر کرنٹ عنصر Idl کی وجہ سے میگنیٹک القاؤ کی شدت B کی مقدار:

یہ فارمولہ ظاہر کرتا ہے کہ میگنیٹک القاؤ کی شدت مسافت کے مربع کے بالعکس اور سمت کے زاویہ θ کے جیب کے تناسب میں ہوتی ہے، جیسے فگر 2 میں دکھایا گیا ہے۔

اس کے مطابق، چار نقطوں کے درمیان میگنیٹک فیلڈ کی شدت کے تعلقات کا محاکہ حساب کیا گیا ہے۔ آسانی کے لیے، فگر 3 میں دکھائی گئی مودل تیار کی گئی ہے۔

نقطے 1، 2، 3، اور 4 عمودی اور متوازن طور پر تقسیم ہیں، O مرکزی نقطہ ہے۔ کرنٹ عنصر کو محور 2 اور 3 کے درمیان خط OP کے ساتھ حرکت دی جاتی ہے۔ فارمولہ (1) کے مطابق، جب کرنٹ عنصر OP کے کسی بھی نقطہ پر ہوتا ہے، تو B1 = B4 اور B2 = B3 برقرار رہتے ہیں۔ اس لیے، صرف B1/B2 کی ∠θ کے ساتھ تبدیلی کا جائزہ لینا ضروری ہے۔ حساب کتاب کے بعد، ایک مجموعہ ڈیٹا حاصل کیا جاتا ہے، اور ایک سکیٹر ٹرینڈ گراف بنایا جاتا ہے، جیسے جدول 1 اور فگر 4 میں دکھایا گیا ہے۔

فگر 4 میں دیکھا جا سکتا ہے کہ روند یکساں نہیں ہے۔ ∠θ کے بڑھنے کے ساتھ B1/B2 1 سے ~0.268 (کم سے کم) تک گرتا ہے، پھر دوبارہ 1 تک بڑھتا ہے۔ جب چار نقطوں کے میگنیٹک فیلڈ مساوی ہوتے ہیں، کرنٹ عنصر مرکزی نقطہ O سے دور ہوتا ہے۔ اس میں، ہر قیمت (کم سے کم کے علاوہ) کے دو نقطے ہوتے ہیں - کم سے کم کے قریب، نقطے قریب ہوتے ہیں۔

یہ ایک کوارڈ کے لیے لگتا ہے، اور دیگر کوارڈز کے لیے بھی یہی لگتا ہے۔ چار نقطوں کے میگنیٹک فیلڈ کی مقدار کو استعمال کرتے ہوئے کنڈکٹرز کے مرکز کو تعین کرنے یا اس کے مرکز کو (میگنیٹک فیلڈ ایک ویکٹر ہے، نہ کہ اسکیلر) نہیں کیا جا سکتا۔

اس لیے، بہتر ایکسینٹریمیٹر کی تیاری کے لیے، بیرون ملک کی کمپنیوں کے پیچھے نہیں چلنا چاہئے۔ نیا اصول: P1/P2 پر میگنیٹک فیلڈ کی سمت کے زاویہ &thetas;1, &thetas;2 کو ناپ کر منبع کے مرکز O (فگر 5) کو تعین کریں۔

یہ اصول جیومیٹریک طور پر ملخص کیا گیا ہے: ایک مثلث ایک جانب اور دو ملحقہ زاویوں کے ذریعے منحصر ہوتا ہے۔ یہ ہمیشہ صحیح رہتا ہے، لیکن عملی طور پر ضعیف میگنیٹک فیلڈ کے تیز رفتار اور درست میپنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔

کیبل کے کنڈکٹرز بیرونی متبادل فیلڈز میں ~10mA کرنٹ پیدا کرتے ہیں۔ سینسرز، جو کیبل سے دور ہوتے ہیں، ضعیف (~دوہرا nT) فیلڈز کو پتہ کرتے ہیں - جس کی ضرورت ہوتی ہے کہ بلند حساسیت، فریکوئنسی ریسپانس، اور کم نویز (جو درستگی کو متاثر کرتی ہے)۔

3 الیکٹرو میگنیٹک القاء پر مبنی ایکسینٹریمیٹرز کی تیاری

زیادہ تر درآمدی پروڈکٹ کoil سینسرز استعمال کرتے ہیں؛ یہ مقالہ میگنیٹو ریزسٹو سینسرز کا انتخاب کرتا ہے۔ چھوٹے سائز کے سینسرز ایک ہی کراس سیکشن پر الیکٹرو میگنیٹک اور آپٹیکل میپنگ کو ملا کر کرتے ہیں (غلطی کو کم کرتے ہیں)، سینسرز کے درمیان بلند درجہ کی مطابقت ہوتی ہے۔ لیتوگرافی میگنیٹو ریزسٹو سینسرز ایکdeal ہیں۔ مقابلہ میں، درآمدی کoil سینسر پروڈکٹ میپنگ کو الگ کرتے ہیں، نا آپٹیکل کنڈکٹرز کے سیگمنٹ کو یکساں سمجھتے ہیں - جس سے غلطیاں بڑھتی ہیں۔

میگنیٹو ریزسٹو پر مبنی میپنگ: 1000/s میپنگ، ±2% ریپیٹیبلٹی (100–200nT)، ±0.2% 1000 میپنگ کا اوسط، لائنیئرٹی <0.5%۔ درآمدی کے ساتھ تقابل محدود ہے (ڈیٹا نہیں ہے)۔

تیز LED×CCD آپٹیکل میپنگ کے ساتھ ملا کر ریل ٹائم ایکسینٹریسٹی میپنگ (فگر 6) کی اجازت دی جاتی ہے۔

ہر میپنگ کے دوران، عازلت کے لایر کے چار نقطے (A, B, C, D) کے مقامات اور کنڈکٹر کے مرکزی نقطہ P کے مقامات کو سینکرونازیشن سے حاصل کیا جاتا ہے۔ X اور Y کی طرف کی ایکسینٹریسٹی اور کل ایکسینٹریسٹی کا حساب نیچے دیے گئے فارمولوں کے ذریعے لگایا جاتا ہے:

ہر میپنگ کے لیے، ex, ey, اور e کو (ایک مقررہ نمونوں کی تعداد کا اوسط) کے طور پر کل ایکسینٹریسٹی کے نتیجے کے طور پر لیا جاتا ہے۔ کنسنٹریسٹی کو ظاہر کرنے کے لیے، کنسنٹریسٹی = 1 - ایکسینٹریسٹی استعمال کریں۔ Δx/Δy (X/Y کی طرف کی انحرافات) کو ریل ٹائم میں ایکسٹروڈر کے سر کی تربیت کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے تاکہ خود کار کیبل ایکسینٹریسٹی کی درستگی کی تربیت کی جا سکے۔

تیز رفتار میپنگ کی رفتار کیبل کی چڑھنے کی غلطیوں کو کم کرتی ہے: 1000 میپنگ فی سیکنڈ کے ساتھ ہزاروں مقام کی درستگی حاصل کی جا سکتی ہے۔ زیادہ تر درآمدی پروڈکٹ (ہundreds of measurements/second) کنڈکٹر کو مرکز میں رکھنے کے حوالے سے ایکسینٹریسٹی کی درستگی کا دعویٰ کرتے ہیں (بیرونی قطر کی درستگی کے مطابق، ±μm کی مطلق قیمت کے طور پر دیا جاتا ہے، نہ کہ فیصد - مطابقت نہیں ہوتی)۔

3.1 LED×CCD قطر کی میپنگ

ٹیلی سنٹرک آپٹکس پر مبنی، یہ روشنی کی روک ٹھام کو استعمال کرتا ہے تاکہ CCD کے علاقے کو روشن-گہرا بنائے۔ الگورتھم کوئنز کو تجزیہ کرتے ہیں تاکہ ابعاد کا حساب لگائیں۔ گلوبل CCD کی ایکسپوزر (ایک ساتھ پکسل کی سینسنگ) کیبل کی چڑھنے کی وجہ سے کوئنز کی گہرائی کو کم کرتی ہے (عمودی→تیز خطوط)، لیکن الگورتھم کوئنز کو حل کرتے ہیں اور غلطیوں کو ختم کرتے ہیں۔

3.2 آپٹیکل قطر کی میپنگ کی نوٹس

فوقیت کا مرکز نہیں، لیکن کلیدی: کیبل کی ایکسینٹریسٹی کی میپنگ کے لیے چار عازلت کے لایر کے کونے کے مقامات کو ریل ٹائم میں آپٹیکل طور پر پکڑنا ضروری ہے (صرف ابعاد کے علاوہ)۔ موٹر سکین کردہ لیزر کے طریقے کی خطرت ہے کہ میپنگ کی غلطیاں ہوسکتی ہیں۔ اس لیے، آپٹیکل اور الیکٹرو میگنیٹک میپنگ کو سینکروناز کرنا ایک ایکسینٹریمیٹر کی تیاری کے لیے کلیدی ہے۔

4 نتیجہ

الیکٹرو میگنیٹک القاء پر مبنی آلہ تیز رفتاری سے کنڈکٹرز کے برقی مرکز کو ناپتا ہے، کم قیمت اور فوائد کے ساتھ۔ درآمدی پروڈکٹ کی الیکٹرو میگنیٹک میپنگ کی خامیوں کو دیکھتے ہوئے، ایک نیا فوٹو الیکٹرو میگنیٹک کیبل ایکسینٹریمیٹر تیار کیا گیا ہے (ہزاروں مقام کی درستگی)۔ ٹیکنالوجی کی ترقی ہوتی ہے - مستقبل میں میٹریل کی ترقی کی وجہ سے بلند درجہ کی درستگی کی اجازت ملے گی، صنعت کی ترقی کو بڑھا دے گی۔