ইনফ্রারেড থার্মোমিটারের নীতি এবং শ্রেণীবিভাগ কি?
1. ইনফ্রারেড নীতি
পরম শূন্য (-273 ডিগ্রী) এর উপরে তাপমাত্রা সহ যেকোনো বস্তু বাইরের দিকে তাপ বিকিরণ নির্গত করে। বস্তুর তাপমাত্রার পার্থক্য বিকিরিত শক্তি এবং বিকিরণ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের তারতম্যের দিকে পরিচালিত করে, ইনফ্রারেড বিকিরণ সবসময় বর্ণালীতে অন্তর্ভুক্ত থাকে। 1000 ডিগ্রির নিচের বস্তুর জন্য, ইনফ্রারেড তরঙ্গ তাপীয় বিকিরণে প্রভাবশালী ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ গঠন করে। অতএব, একটি বস্তুর অন্তর্নিহিত ইনফ্রারেড বিকিরণ পরিমাপ করা তার পৃষ্ঠের তাপমাত্রার সঠিক সনাক্তকরণ সক্ষম করে, যা অবজেক্টিভ ভিত্তি এবং ইনফ্রারেড তাপমাত্রা পরিমাপের মূল নীতি গঠন করে।
একটি ব্ল্যাকবডি একটি আদর্শ রেডিয়েটর যা প্রতিফলন বা সংক্রমণ ছাড়াই তরঙ্গদৈর্ঘ্য জুড়ে সমস্ত ঘটনা তেজস্ক্রিয় শক্তি শোষণ করে, 1 এর পৃষ্ঠ নির্গততা সহ। যাইহোক, কার্যত সমস্ত প্রাকৃতিক বস্তু অ-ব্ল্যাকবডি। ইনফ্রারেড বিকিরণ বন্টনের নিয়মগুলি স্পষ্ট এবং পরিমাপ করার জন্য, গবেষণার জন্য একটি তাত্ত্বিক মডেল প্রয়োজন। প্ল্যাঙ্ক ক্যাভিটি রেডিয়েশনের জন্য কোয়ান্টাইজড অসিলেটর মডেলের প্রস্তাব করেছিলেন এবং ব্ল্যাকবডি বিকিরণের প্ল্যাঙ্কের সূত্র তৈরি করেছিলেন, যা তরঙ্গদৈর্ঘ্য দ্বারা ব্ল্যাকবডিগুলির বর্ণালী দীপ্তিকে সংজ্ঞায়িত করে। সমস্ত ইনফ্রারেড বিকিরণ তত্ত্বের ভিত্তি হিসাবে পরিবেশন করা, এটি ব্ল্যাকবডি বিকিরণ আইন হিসাবেও পরিচিত।
বিকিরণ তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং বস্তুর তাপমাত্রা ছাড়াও, বাস্তব বস্তুর উজ্জ্বল আউটপুট উপাদানের ধরন, প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি, তাপীয় ইতিহাস, পৃষ্ঠের অবস্থা এবং পরিবেশগত কারণগুলির দ্বারা প্রভাবিত হয়। ব্যবহারিক বস্তুতে ব্ল্যাকবডি বিকিরণ আইন প্রয়োগ করার জন্য, বস্তুগত বৈশিষ্ট্য এবং পৃষ্ঠের অবস্থার সাথে সম্পর্কিত একটি আনুপাতিক সহগ প্রবর্তন করা হয়, যথা নির্গততা। এই সহগটি নির্দেশ করে যে একটি বাস্তব বস্তুর তাপীয় বিকিরণ 0 থেকে 1 এর মধ্যে ব্ল্যাকবডির আনুমানিক কতটা ঘনিষ্ঠ। নির্গমনকে প্রভাবিত করার মূল কারণগুলির মধ্যে রয়েছে উপাদানের ধরন, পৃষ্ঠের রুক্ষতা, ভৌত রাসায়নিক গঠন এবং উপাদানের বেধ।
2. ইনফ্রারেড থার্মোমিটারের কাজের নীতি এবং কাঠামো
প্রকৃতিতে, পরম শূন্যের উপরে সমস্ত বস্তু ক্রমাগত আশেপাশের মহাকাশে ইনফ্রারেড বিকিরণ নির্গত করে। একটি বস্তুর ইনফ্রারেড বিকিরণের মাত্রা এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য বন্টন তার পৃষ্ঠের তাপমাত্রার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কযুক্ত। এইভাবে, একটি বস্তুর স্ব-নিঃসৃত ইনফ্রারেড শক্তি, যা ইনফ্রারেড বিকিরণ থার্মোমেট্রির মৌলিক ভিত্তি ক্যাপচার করে সঠিক পৃষ্ঠের তাপমাত্রা পরিমাপ করা যেতে পারে।
ইনফ্রারেড থার্মোমিটারের কাজের নীতি হল পরিমাপ করা বস্তু (যেমন, গলিত ইস্পাত) দ্বারা নির্গত ইনফ্রারেড দীপ্তিমান শক্তিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তর করা। ইনফ্রারেড বিকিরণের তীব্রতা বস্তুর তাপমাত্রার সাথে সরাসরি মিলে যায় এবং পরিমাপ করা তাপমাত্রা রূপান্তরিত বৈদ্যুতিক সংকেত শক্তির উপর ভিত্তি করে নির্ধারিত হয়।
একটি ইনফ্রারেড থার্মোমিটারে একটি অপটিক্যাল সিস্টেম, ফটোইলেকট্রিক ডিটেক্টর, সিগন্যাল এম্প্লিফায়ার, সিগন্যাল প্রসেসিং ইউনিট এবং ডিসপ্লে আউটপুট মডিউল থাকে। অপটিক্যাল সিস্টেম দৃশ্যের ক্ষেত্রের মধ্যে লক্ষ্য থেকে ইনফ্রারেড তেজস্ক্রিয় শক্তি সংগ্রহ করে, যার কভারেজ থার্মোমিটারের অপটিক্যাল উপাদান এবং বিন্যাস দ্বারা নির্ধারিত হয়। ফোকাস ইলেকট্রিক ডিটেক্টর দ্বারা ফোকাসড ইনফ্রারেড শক্তি আনুপাতিক বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত হয়। ডেডিকেটেড সার্কিট দ্বারা পরিবর্ধন এবং প্রক্রিয়াকরণের পরে, চূড়ান্ত পরিমাপিত তাপমাত্রা মান আউটপুট করার জন্য অন্তর্নির্মিত অ্যালগরিদম এবং লক্ষ্য নির্গমন পরামিতিগুলির মাধ্যমে সংকেতগুলি ক্রমাঙ্কিত করা হয়।
একটি ইনফ্রারেড থার্মোমিটার দিয়ে লক্ষ্য তাপমাত্রা পরিমাপ করার সময়, ডিভাইসটি প্রথমে সেট বর্ণালী ব্যান্ডের মধ্যে ইনফ্রারেড বিকিরণ ক্যাপচার করে এবং সেই অনুযায়ী লক্ষ্য তাপমাত্রা গণনা করে। কাজের নীতির উপর ভিত্তি করে, ইনফ্রারেড থার্মোমিটারগুলিকে একক-রঙের থার্মোমিটার এবং দুই-রঙের থার্মোমিটার (অনুপাত বিকিরণ থার্মোমিটার) এ শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। একক রঙের থার্মোমিটারগুলি একটি একক ব্যান্ডের মধ্যে বিকিরণের তীব্রতার সমানুপাতিক তাপমাত্রা পরিমাপ করে, যখন দুই রঙের থার্মোমিটার দুটি পৃথক বর্ণালী ব্যান্ডের বিকিরণ অনুপাতের উপর ভিত্তি করে তাপমাত্রা গণনা করে।
3. ইনফ্রারেড থার্মোমিটারের বিকাশ এবং শ্রেণীবিভাগ
আধুনিক ইনফ্রারেড তাপমাত্রা পরিমাপ প্রযুক্তি তাপমাত্রা বন্টন চিত্র তৈরি করতে এবং লুকানো তাপমাত্রার পার্থক্যগুলি দক্ষতার সাথে সনাক্ত করতে পরিবর্তনশীল-তাপমাত্রার পৃষ্ঠগুলিতে তাপ সনাক্তকরণ স্ক্যান করতে সহায়তা করে, একটি ফাংশন ইনফ্রারেড থার্মাল ইমেজার দ্বারা উপলব্ধি করা হয়।
ইনফ্রারেড থার্মাল ইমেজিং প্রযুক্তি প্রাথমিকভাবে সামরিক সরঞ্জামগুলিতে প্রয়োগ করা হয়েছিল। Texas Instruments (TI) বিশ্বের প্রথম ইনফ্রারেড স্ক্যানিং সনাক্তকরণ সিস্টেম তৈরি করেছে। তারপর থেকে, পশ্চিমা দেশগুলি ব্যাপকভাবে বিমান, ট্যাঙ্ক এবং যুদ্ধজাহাজ সহ সামরিক প্ল্যাটফর্মগুলির জন্য তাপীয় লক্ষ্যবস্তু ব্যবস্থা হিসাবে ব্যাপকভাবে অবলোকিত তাপীয় ইমেজিং প্রযুক্তি গ্রহণ করেছে, লক্ষ্য অনুসন্ধান এবং স্ট্রাইক ক্ষমতা ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করেছে।
ইনফ্রারেড তাপমাত্রা পরিমাপ সরঞ্জাম সাধারণত তিন ধরনের শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:
(1) ইনফ্রারেড স্পট থার্মোমিটার: বহনযোগ্য এবং ফিক্সড মাউন্টিং মডেল সহ;
(2) ইনফ্রারেড স্ক্যানার;
(3) ইনফ্রারেড থার্মাল ইমেজার।
