ইন্ডাকশন হিটিংয়ের জন্য তাপমাত্রা পরিমাপ এবং নিয়ন্ত্রণ প্রযুক্তি

এর উচ্চ দক্ষতার কারণে, গতি, এবং নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা, ইন্ডাকশন হিটিং ধাতু তাপ চিকিত্সার মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় (যেমন, শোধন, টেম্পারিং, annealing), ঢালাই, গলে যাওয়া, এবং গরম forging. এসব প্রক্রিয়ায়, তাপমাত্রা চূড়ান্ত পণ্যের গুণমান নির্ধারণের সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পরামিতি, কঠোরতা সহ, মাইক্রোস্ট্রাকচার, এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য. অতএব, সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা পরিমাপ এবং নিয়ন্ত্রণ অপরিহার্য.

ইন্ডাকশন হিটিংয়ে প্রধান তাপমাত্রা পরিমাপের পদ্ধতি

সমস্ত তাপমাত্রা পরিমাপ পদ্ধতি ইন্ডাকশন হিটিং এর অনন্য উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ড পরিবেশের জন্য উপযুক্ত নয়. নিম্নলিখিত কয়েকটি মূলধারার প্রযুক্তি এবং তাদের প্রয়োগের বৈশিষ্ট্য রয়েছে.

1. ইনফ্রারেড পাইরোমেট্রি

একটি ইনফ্রারেড পাইরোমিটার একটি অ-যোগাযোগ তাপমাত্রা পরিমাপ যন্ত্র যা একটি বস্তুর পৃষ্ঠ থেকে নির্গত ইনফ্রারেড বিকিরণ শক্তি পরিমাপ করে তার তাপমাত্রা নির্ধারণ করে।.

• কাজের নীতি: পরম শূন্যের উপরে তাপমাত্রা সহ যেকোনো বস্তু ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক তরঙ্গ নির্গত করে (তাপ বিকিরণ). এই বিকিরিত শক্তির পরিমাণ এবং এর তরঙ্গদৈর্ঘ্য বন্টন বস্তুর পৃষ্ঠের তাপমাত্রার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত. পাইরোমিটারের অপটিক্যাল সিস্টেম ওয়ার্কপিস দ্বারা বিকিরণ করা শক্তি সংগ্রহ করে এবং এটি একটি ডিটেক্টরের উপর ফোকাস করে. ডিটেক্টর এই শক্তিকে বৈদ্যুতিক সংকেতে রূপান্তরিত করে, যা তারপর একটি ইলেকট্রনিক সার্কিট দ্বারা প্রক্রিয়া করা হয়, একটি পরিচিত নির্গমন মানের জন্য সংশোধন করা হয়েছে, এবং অবশেষে তাপমাত্রা রিডিং হিসাবে প্রদর্শিত হয়.
• ইন্ডাকশন হিটিং এর সুবিধা:
  • অ-যোগাযোগ পরিমাপ: এটি তার প্রাথমিক সুবিধা. এটি ইন্ডাকশন হিটিং এর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডে হস্তক্ষেপ করে না এবং যোগাযোগ থেকে পরিধান বা ক্ষতি সাপেক্ষে নয়. এটি চলন্ত ওয়ার্কপিস পরিমাপের জন্য আদর্শ (ঘূর্ণায়মান খাদের মত), দুর্গম অংশ, বা অত্যন্ত উচ্চ-তাপমাত্রার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে.
  • দ্রুত প্রতিক্রিয়া সময়: ইনফ্রারেড পাইরোমিটারের প্রতিক্রিয়ার সময় মিলিসেকেন্ড পরিসরে থাকতে পারে, ইন্ডাকশন quenching এর মতো দ্রুত গরম করার প্রক্রিয়ার সময় তাদের রিয়েল-টাইমে তাপমাত্রার পরিবর্তনগুলি ক্যাপচার করতে সক্ষম করে.
  • প্রশস্ত পরিমাপ পরিসীমা: তারা কয়েকশ থেকে কয়েক হাজার ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রা পরিমাপ করতে পারে.
• ইন্ডাকশন হিটিংয়ে চ্যালেঞ্জ এবং কাউন্টারমেজার:
  • নির্গততা: এটি ইনফ্রারেড থার্মোমেট্রির জন্য প্রধান চ্যালেঞ্জ. নির্গততা একটি বস্তুর তাপীয় বিকিরণ নির্গত করার ক্ষমতা উপস্থাপন করে, মধ্যে একটি মান সহ 0 এবং 1. এটা উপাদান ধরনের দ্বারা প্রভাবিত হয়, পৃষ্ঠের রুক্ষতা, অক্সিডেশন স্তর, এমনকি তাপমাত্রা নিজেই.
    • পাল্টা ব্যবস্থা:
      1. একটি দুই রঙ চয়ন করুন (দ্বৈত-তরঙ্গদৈর্ঘ্য) বা মাল্টি-ওয়েভলেংথ পাইরোমিটার: একক রঙের পাইরোমিটারের তুলনায়, দুই রঙের মডেল দুটি ভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যে বিকিরণিত শক্তির অনুপাত পরিমাপ করে তাপমাত্রা গণনা করে. এই পারে, একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে, নির্গমন পরিবর্তনের প্রভাবকে অস্বীকার করুন, ধোঁয়া, বা জলীয় বাষ্প.
      2. ক্রমাঙ্কন এবং সেটআপ: অনুশীলনে, একটি পরিচিতি থার্মোমিটারের সাথে তুলনা করে লক্ষ্য তাপমাত্রায় একটি নির্দিষ্ট ওয়ার্কপিসের নির্গততা পূর্ব-নির্ধারণ করা প্রয়োজন (একটি থার্মোকলের মত) এবং তারপর পাইরোমিটারে এই মানটি সঠিকভাবে সেট করুন.
  • পরিবেশগত হস্তক্ষেপ: আনয়ন কয়েল, জলীয় বাষ্প, এবং ধুলো আংশিকভাবে পাইরোমিটারের দৃষ্টিশক্তিকে বাধাগ্রস্ত করতে পারে, পরিমাপের নির্ভুলতা প্রভাবিত করে.
    • পাল্টা ব্যবস্থা: অপটিক্যাল লেন্স পরিষ্কার রাখুন এবং বাধা পরিমাপের পথ পরিষ্কার করতে বায়ু শোধনের মতো পদ্ধতি ব্যবহার করুন. একটি পরিষ্কার ক্ষেত্র নিশ্চিত করার জন্য ইনস্টলেশন অবস্থানটি সাবধানে ডিজাইন করুন.

2. থার্মোকল থার্মোমেট্রি

থার্মোকলগুলি শিল্পে ব্যবহৃত সবচেয়ে সাধারণ যোগাযোগের ধরণের তাপমাত্রা সেন্সর.

• কাজের নীতি: Seebeck প্রভাব উপর ভিত্তি করে. যখন দুটি ভিন্ন পরিবাহী বা অর্ধপরিবাহী (ক এবং বি) একটি বন্ধ লুপ গঠনের জন্য দুটি বিন্দুতে যুক্ত হয়, একটি ছোট ভোল্টেজ (তাপবিদ্যুৎ ইএমএফ) দুটি জংশন ভিন্ন তাপমাত্রায় থাকলে উৎপন্ন হয়. এই ভোল্টেজের মাত্রা জংশনগুলির মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্যের সাথে সম্পর্কিত. এই থার্মোইলেকট্রিক ইএমএফ পরিমাপ করে এবং ঠান্ডা সংযোগের তাপমাত্রা জেনে (রেফারেন্স জংশন), পরিমাপের জংশনের তাপমাত্রা গণনা করা যেতে পারে.
• ইন্ডাকশন হিটিং এর সুবিধা:
  • উচ্চ নির্ভুলতা এবং পরিপক্ক প্রযুক্তি: যখন হস্তক্ষেপের শিকার হয় না, থার্মোকলগুলি খুব সঠিক এবং পুনরাবৃত্তিযোগ্য পরিমাপ প্রদান করতে পারে.
  • কম খরচ: থার্মোকলগুলি সাধারণত উচ্চ-কর্মক্ষমতা ইনফ্রারেড পাইরোমিটারের তুলনায় কম ব্যয়বহুল.
  • এমিসিভিটি দ্বারা প্রভাবিত নয়: একটি যোগাযোগ পদ্ধতি হিসাবে, এটি সরাসরি ওয়ার্কপিসের অভ্যন্তরীণ বা পৃষ্ঠের তাপমাত্রা পরিমাপ করে, পৃষ্ঠের অবস্থার পরিবর্তন থেকে স্বাধীন.
• ইন্ডাকশন হিটিংয়ে চ্যালেঞ্জ এবং কাউন্টারমেজার:
  • ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ (ইএমআই): এটি ইন্ডাকশন হিটিংয়ে থার্মোকল ব্যবহারের জন্য সবচেয়ে বড় বাধা. উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি, ইন্ডাকশন কয়েল থেকে শক্তিশালী চৌম্বক ক্ষেত্র তাপকূল তারে একটি উল্লেখযোগ্য হস্তক্ষেপ ভোল্টেজ প্ররোচিত করে. এই প্ররোচিত ভোল্টেজ দুর্বল তাপবিদ্যুৎ সংকেতের চেয়ে অনেক বড় হতে পারে, অনিয়মিত বা সম্পূর্ণ ভুল রিডিং ঘটাচ্ছে.
    • পাল্টা ব্যবস্থা:
      1. শিল্ডিং এবং গ্রাউন্ডিং: একটি ধাতব ঢাল সহ থার্মোকল তারগুলি ব্যবহার করুন এবং নিশ্চিত করুন যে ঢালটি সঠিকভাবে গ্রাউন্ড করা হয়েছে.
      2. ফিল্টারিং: উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি হস্তক্ষেপ সংকেত ফিল্টার করতে যন্ত্রের ইনপুটে একটি কম-পাস ফিল্টার যোগ করুন.
      3. সঠিক ওয়্যারিং: থার্মোকল লিডগুলিকে ইন্ডাকশন কয়েল থেকে যতটা সম্ভব দূরে এবং পাওয়ার লাইনের সাথে লম্ব করুন.
  • শারীরিক যোগাযোগ এবং ইনস্টলেশন:
    • এটি থার্মোকল সংযুক্ত করার জন্য একটি গর্ত বা স্পট-ওয়েল্ডিং ড্রিলিং প্রয়োজন, যা ওয়ার্কপিসকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে এবং ভর উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত নয়.
    • চলন্ত ওয়ার্কপিসে থার্মোকল ব্যবহার করা খুব কঠিন.
  • প্রতিক্রিয়া সময়: একটি থার্মোকলের প্রতিক্রিয়া সময় একটি পাইরোমিটারের তুলনায় ধীর কারণ এটির ওয়ার্কপিসের সাথে তাপীয় ভারসাম্য পৌঁছানোর জন্য সময় প্রয়োজন।.
  • জীবনকাল: উচ্চ-তাপমাত্রা এবং দ্রুত তাপ সাইক্লিং পরিবেশে, থার্মোকলগুলি অক্সিডেশন এবং ক্ষতির প্রবণ.

3. ফাইবার অপটিক থার্মোমেট্রি

এটি একটি নতুন প্রযুক্তি যা বিশেষত শক্তিশালী ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ডের মতো কঠোর পরিবেশের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে. এটি একটি বিশেষ হিসাবে চিন্তা করা যেতে পারে “থার্মোকল” যে হস্তক্ষেপের জন্য অত্যন্ত প্রতিরোধী.

• কাজের নীতি: প্রোবের টিপটি তাপমাত্রা-সংবেদনশীল ফ্লুরোসেন্ট বা সেমিকন্ডাক্টর উপাদান দিয়ে লেপা. একটি ফাইবার অপটিক তারের মাধ্যমে একটি হালকা পালস প্রোবে পাঠানো হয়, উপাদানকে উত্তেজনাপূর্ণ করে এবং এটি একটি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যে প্রতিপ্রভা তৈরি করে. এই ফ্লুরোসেন্সের ক্ষয়কাল বা বর্ণালী বৈশিষ্ট্যের তাপমাত্রার সাথে সুনির্দিষ্ট সম্পর্ক রয়েছে. ফিরে আসা অপটিক্যাল সিগন্যাল পরিমাপ করে, তাপমাত্রা সঠিকভাবে নির্ধারণ করা যেতে পারে.
• ইন্ডাকশন হিটিং এর সুবিধা:
  • ইএমআই থেকে সম্পূর্ণ অনাক্রম্যতা: সম্পূর্ণ সেন্সিং এবং সিগন্যাল ট্রান্সমিশন প্রক্রিয়া আলোর উপর ভিত্তি করে, এটিকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ফিল্ড থেকে সম্পূর্ণরূপে অনাক্রম্য করে তোলে, যা তার মূল সুবিধা.
  • উচ্চ নির্ভুলতা এবং দ্রুত প্রতিক্রিয়া: এটি তুলনামূলকভাবে দ্রুত প্রতিক্রিয়া সময়ের সাথে উচ্চ নির্ভুলতাকে একত্রিত করে.
  • বৈদ্যুতিকভাবে অন্তরক: প্রোব এবং তারের উভয়ই অন্তরক, এটা খুব নিরাপদ করা.
• চ্যালেঞ্জ:
  • উচ্চ খরচ: বর্তমানে, ফাইবার অপটিক থার্মোমেট্রি সিস্টেমগুলি থার্মোকল এবং স্ট্যান্ডার্ড ইনফ্রারেড পাইরোমিটারের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি ব্যয়বহুল.
  • ভঙ্গুর তদন্ত: ফাইবার অপটিক প্রোব তুলনামূলকভাবে সূক্ষ্ম এবং সাবধানে ইনস্টলেশন প্রয়োজন.

কিভাবে একটি ক্লোজড-লুপ তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা গরম করার সঠিকতা নিশ্চিত করে

নির্বিশেষে পরিমাপ পদ্ধতি নির্বাচিত, এটা শুধুমাত্র “চোখ” সিস্টেমের. সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ অর্জন করতে, এটি একটি ক্লোজড-লুপ কন্ট্রোল সিস্টেমের মধ্যে একত্রিত করা আবশ্যক.

ক ক্লোজড-লুপ তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা একটি স্বয়ংক্রিয় প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা যার লক্ষ্য হল ওয়ার্কপিসের প্রকৃত তাপমাত্রা রাখা (প্রক্রিয়া পরিবর্তনশীল) ঘনিষ্ঠভাবে একটি পূর্ব-সেট পছন্দসই তাপমাত্রা অনুসরণ করুন (সেটপয়েন্ট).

সিস্টেমটি নিম্নলিখিত প্রধান উপাদানগুলি নিয়ে গঠিত:

1. তাপমাত্রা সেন্সর:
   • ভূমিকা: দ্য “চোখ” সিস্টেমের.
   • ফাংশন: ক্রমাগত ওয়ার্কপিসের বর্তমান তাপমাত্রা পরিমাপ করতে. এটি একটি ইনফ্রারেড পাইরোমিটার হতে পারে, থার্মোকল, বা ফাইবার অপটিক থার্মোমিটার যেমন উপরে আলোচনা করা হয়েছে.
2. তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রক:
   • ভূমিকা: দ্য “মস্তিষ্ক” সিস্টেমের, সাধারণত একটি PID কন্ট্রোলার (আনুপাতিক-অখণ্ড-উৎপন্ন).
   • ফাংশন: ক. সেন্সর থেকে প্রকৃত তাপমাত্রা সংকেত গ্রহণ করে. খ. এটি ব্যবহারকারী-সংজ্ঞায়িত লক্ষ্য তাপমাত্রার সাথে তুলনা করে (সেটপয়েন্ট) গণনা করতে ত্রুটি (ত্রুটি = সেটপয়েন্ট – প্রকৃত তাপমাত্রা). গ. ত্রুটির উপর ভিত্তি করে, এটি PID অ্যালগরিদম ব্যবহার করে একটি সংশোধন করা আউটপুট সংকেত গণনা করে.
     • সমানুপাতিক (পি): এর আকারের উপর ভিত্তি করে বিক্রিয়া করে বর্তমান ত্রুটি. বড় ত্রুটি, বড় আউটপুট সমন্বয়.
     • অখণ্ড (আমি): স্থির-রাষ্ট্রীয় ত্রুটি দূর করে. যদি তাপমাত্রা নির্দিষ্ট সময়ের জন্য সেট পয়েন্টের নিচে থাকে, অবিচ্ছেদ্য শব্দ জমা হয়, ত্রুটি নির্মূল না হওয়া পর্যন্ত আউটপুট শক্তি বৃদ্ধি.
     • ডেরিভেটিভ (ডি): ভবিষ্যত ত্রুটি প্রবণতা পূর্বাভাস. যদি তাপমাত্রা খুব দ্রুত বাড়তে থাকে, ডেরিভেটিভ শব্দটি আগাম আউটপুট কমাতে কাজ করবে, তাপমাত্রা প্রতিরোধ ওভারশুট.
3. অ্যাকচুয়েটর:
   • ভূমিকা: দ্য “হাত” সিস্টেমের.
   • ফাংশন: ইন্ডাকশন হিটিং এ, actuator হয় ইন্ডাকশন পাওয়ার সাপ্লাই. এটি কন্ট্রোলার থেকে কমান্ড সংকেত পায় (সাধারণত একটি 0-10V ভোল্টেজ বা 4-20mA বর্তমান সংকেত) এবং সেই অনুযায়ী তার আউটপুট শক্তি সামঞ্জস্য করে.
4. প্রক্রিয়া:
   • ভূমিকা: বস্তুকে উত্তপ্ত করতে হবে.
   • ফাংশন: ওয়ার্কপিস নিজেই. ইন্ডাকশন পাওয়ার সাপ্লাইয়ের পাওয়ার আউটপুটের প্রতিক্রিয়ায় এর তাপমাত্রা পরিবর্তন হয়.

কর্মপ্রবাহ নির্ভুলতা নিশ্চিত করতে:

1. সেট: ব্যবহারকারী কন্ট্রোলারে একটি লক্ষ্য তাপমাত্রা সেট করে, উদাহরণস্বরূপ, 850সার্কসি.
2. পরিমাপ: ইনফ্রারেড পাইরোমিটার বর্তমান ওয়ার্কপিস তাপমাত্রা পরিমাপ করে, উদাহরণস্বরূপ, 30সার্কসি.
3. তুলনা করুন: নিয়ামক ত্রুটি গণনা করে: ত্রুটি=850−30=820circC.
4. নিয়ন্ত্রণ: বড় ত্রুটির কারণে, PID কন্ট্রোলার সর্বোচ্চ পাঠায় (অথবা কাছাকাছি-সর্বোচ্চ) আনয়ন পাওয়ার সাপ্লাই আউটপুট সংকেত.
5. চালান: পাওয়ার সাপ্লাই সম্পূর্ণ শক্তিতে কাজ করে, দ্রুত ওয়ার্কপিস গরম করা.
6. প্রতিক্রিয়া এবং সামঞ্জস্য:
   • workpiece তাপমাত্রা দ্রুত বৃদ্ধি হিসাবে (যেমন, 830circC থেকে), ত্রুটি হ্রাস পায় (ত্রুটি=20circC). পি (সমানুপাতিক) কর্ম আউটপুট শক্তি হ্রাস. একই সাথে, ডি (ডেরিভেটিভ) অ্যাকশন তাপমাত্রা বৃদ্ধির দ্রুত হার সনাক্ত করে এবং তাড়াতাড়ি হস্তক্ষেপ করে, 850circC ওভারশুটিং থেকে তাপমাত্রা প্রতিরোধ করার জন্য শক্তি আরও হ্রাস করা.
   • যদি তাপমাত্রা স্থিতিশীল হয়, উদাহরণস্বরূপ, 848সার্কসি, একটি ছোট স্থির-রাষ্ট্র ত্রুটি বিদ্যমান. আই (অখণ্ড) কর্ম ধীরে ধীরে জমা হবে, তাপমাত্রা 850circC এ অবিকল স্থিতিশীল না হওয়া পর্যন্ত ধীরে ধীরে আউটপুট শক্তি বৃদ্ধি করে.
7. ঝামেলা ক্ষতিপূরণ: যদি ঠান্ডা বাতাসের হঠাৎ খসড়া ওয়ার্কপিসকে ঠান্ডা করে, সিস্টেম অবিলম্বে নতুন ত্রুটি সনাক্ত করে এবং দ্রুত তাপ ক্ষতি জন্য ক্ষতিপূরণ শক্তি বৃদ্ধি, তাপমাত্রা 850circC এ ফিরিয়ে আনা.

এর মাধ্যমে একটানা, এর গতিশীল প্রতিক্রিয়া লুপ “পরিমাপ -> তুলনা -> গণনা করুন -> সামঞ্জস্য করুন,” ক্লোজড-লুপ সিস্টেম বিভিন্ন ঝামেলা কাটিয়ে উঠতে পারে (পাওয়ার গ্রিড ওঠানামার মত, পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা পরিবর্তন, বা প্রাথমিক ওয়ার্কপিস বসানো মধ্যে তারতম্য), গরম করার প্রক্রিয়া তাপমাত্রা প্রোফাইল সঠিক তা নিশ্চিত করা, স্থিতিশীল, এবং পুনরাবৃত্তিযোগ্য.

উপসংহার

• সেন্সর নির্বাচন: ইন্ডাকশন হিটিং এ, দ্য ইনফ্রারেড পাইরোমিটার এর অ-যোগাযোগ প্রকৃতি এবং দ্রুত প্রতিক্রিয়ার কারণে এটি মূলধারার পছন্দ, কিন্তু নির্গমনের সমস্যাটি অবশ্যই সঠিকভাবে পরিচালনা করতে হবে. দ্য থার্মোকল R-এ এখনও মান আছে&ডি, এক-বন্ধ অ্যাপ্লিকেশন, বা যেখানে হস্তক্ষেপ কম, কিন্তু ইএমআই কার্যকরভাবে মোকাবেলা করতে হবে. ফাইবার অপটিক থার্মোমেট্রি একটি উচ্চ কর্মক্ষমতা কিন্তু ব্যয়বহুল সমাধান.
• কন্ট্রোল সিস্টেম মূল: শুধুমাত্র একটি ভাল সেন্সর থাকা যথেষ্ট নয়. একটি ভাল সুর করা পিআইডি বন্ধ লুপ তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ সিস্টেম উচ্চ নির্ভুলতা অর্জনের জন্য মূল উপাদান, উচ্চ সামঞ্জস্যপূর্ণ আবেশন গরম. এটি জৈবভাবে সেন্সরকে সংহত করে, নিয়ামক, এবং বুদ্ধিমান সক্ষম করার জন্য আনয়ন পাওয়ার সাপ্লাই, স্বয়ংক্রিয়, এবং গরম করার প্রক্রিয়ার সুনির্দিষ্ট ব্যবস্থাপনা.