جانوروں کی انفراریڈ حرارتی نظام کے لیے شعاع ریزی اور تنصیبات

زراعت میں، عام مقصد کے تاپدیپت لیمپ، تاپدیپت لیمپ، ٹیوب ایمیٹرز، اور ٹیوب الیکٹرک ہیٹر (TEN) جانوروں کو گرم کرنے کے لیے انفراریڈ تابکاری کے ذرائع کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔

تاپدیپت لیمپ۔

تاپدیپت لیمپ وولٹیج، طاقت اور ڈیزائن میں مختلف ہوتے ہیں۔ تاپدیپت لیمپ کا ڈیزائن ان کے مقصد پر منحصر ہے۔ شیشے کا بلب، جس کا قطر چراغ کی طاقت سے طے ہوتا ہے، کو بنیاد پر ایک خاص مستی سے تقویت ملتی ہے۔ بنیاد پر ساکٹ میں فکسنگ کے لیے ایک سکرو تھریڈ ہے، جس کے ساتھ لیمپ نیٹ ورک سے منسلک ہے۔ ٹنگسٹن کا استعمال چراغ کا تنت بنانے کے لیے کیا جاتا ہے۔ ٹنگسٹن کے بکھرنے کو کم کرنے کے لیے، چراغ کو ایک غیر فعال گیس (جیسے آرگن، نائٹروجن وغیرہ) سے بھرا جاتا ہے۔

تاپدیپت چراغ کے اہم پیرامیٹرز:

• برائے نام وولٹیج،

• برقی توانائی،

• شفاف پگلانے کی دھات،

• جلنے کا اوسط دورانیہ۔

عام مقصد کے تاپدیپت لیمپ 127 اور 220 V میں دستیاب ہیں۔

تاپدیپت لیمپ کی برقی واٹج کو درجہ بندی شدہ وولٹیج کی اوسط قدر کے طور پر بیان کیا گیا ہے جس کے لیے لیمپ کو ڈیزائن کیا گیا ہے۔ زراعت میں، 40 سے 1500 ڈبلیو کی پاور رینج والے تاپدیپت لیمپ بنیادی طور پر استعمال ہوتے ہیں۔

تاپدیپت لیمپ کا چمکدار بہاؤ براہ راست لیمپ کی برقی طاقت اور تنت کے درجہ حرارت کے متناسب ہوتا ہے۔ ایسے لیمپوں کے لیے جو اپنی معمولی سروس لائف کا 75% جل چکے ہیں، برائٹ فلوکس میں ابتدائی قیمت کے 15-20% تک کمی کی اجازت ہے۔

جانوروں کو گرم کرنے کے لیے لائٹنگ لیمپ کا استعمال کرتے وقت، اس بات کا خیال رکھیں کہ روشنی کی زیادہ مقدار جانوروں کو پریشان کر سکتی ہے۔

تاپدیپت لیمپ کے جلنے کا اوسط وقت بنیادی طور پر ٹنگسٹن کے پھٹنے سے طے ہوتا ہے۔ زیادہ تر عام مقصد کے تاپدیپت لیمپوں کے لیے، جلنے کا اوسط وقت 1000 گھنٹے ہے۔

مینز وولٹیج میں برائے نام قدر کے مقابلے میں تبدیلی کے نتیجے میں لیمپ سے خارج ہونے والے بہاؤ کے ساتھ ساتھ آؤٹ پٹ اور سروس لائف میں بھی تبدیلیاں آئیں گی۔ جب وولٹیج میں ± 1% کی تبدیلی آتی ہے، تو چراغ کا چمکدار بہاؤ ± 2.7% اور جلنے کا اوسط وقت ± 13% بدل جاتا ہے۔

ایک عکاس پرت کے ساتھ تاپدیپت لیمپ۔ تابکاری کے بہاؤ کو کسی مخصوص علاقے کی طرف لے جانے کے لیے، لیمپ کو آئینے اور ایک پھیلی ہوئی عکاس تہہ کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے، جو اندر سے بلب کے اوپری حصے تک لگائی جاتی ہے۔

حرارت خارج کرنے والے لیمپ۔

یہ تابکاری کے ذرائع "روشنی" کے خارج کرنے والے ہیں جن میں ٹنگسٹن مونو کوائل اور ایک ریفلیکٹر ہوتا ہے، جو ایک خاص پروفائل کے ساتھ بلب کی اندرونی ایلومینائزڈ سطح ہوتی ہے۔ IKZ قسم کے لیمپ کے لیے سپیکٹرم کے ساتھ تابکاری کے بہاؤ Ф (λ) کی تقسیم کا وکر تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 1۔

چاول۔ 1۔IKZ 220-500 اور IKZ 127-500 لیمپ کے سپیکٹرم کے ساتھ تابکاری کے بہاؤ کی تقسیم۔

چاول۔ 2. IKZK 220-250 اور IKZK 127-250 لیمپ کے سپیکٹرم کے ساتھ تابکاری کے بہاؤ کی تقسیم۔

انجیر میں۔ 2 IKZK 220-250 اور IKZK 127-250 اقسام کے لیمپوں کے سپیکٹرم کے ساتھ تابکاری کے بہاؤ کی تقسیم کا وکر دکھاتا ہے۔

لیمپ کی قسم کے نام میں، حروف کا مطلب ہے: IKZ — انفراریڈ آئینہ، IKZK 220-250 — ایک پینٹ بلب کے ساتھ انفراریڈ آئینہ؛ حروف کے بعد کی تعداد مینز وولٹیج اور تابکاری کے ذریعہ کی طاقت کی نشاندہی کرتی ہے۔ چراغ ایک پیرابولائڈ شیشے کا بلب ہے۔ لیمپ کی سطح کا کچھ حصہ اندر سے ایک پتلی عکاس چاندی کی تہہ سے ڈھکا ہوا ہے تاکہ دیپتمان کے بہاؤ کو دی گئی سمت میں مرکوز کیا جا سکے۔

شیشے کے بلب کا ایک بہت اہم پیرامیٹر، جو لیمپ کی زندگی کو متاثر کرتا ہے، ان کی گرمی کی مزاحمت ہے، یعنی درجہ حرارت کی اچانک تبدیلیوں کو برداشت کرنے کی صلاحیت۔ شیشے کے پگھلنے کے دوران چارج کی ساخت کو تبدیل کرکے گرمی کی مزاحمت کو بڑھانے کے لیے، اس کی حرارت کی گنجائش اور لکیری توسیع کے درجہ حرارت کے گتانک کو کم کرنے کے ساتھ ساتھ تھرمل چالکتا کو بڑھانے کے لیے ضروری ہے۔

بلب کی شکل پر منحصر ہے، لیمپ میں تابکاری کے بہاؤ کی تقسیم مختلف ہوتی ہے: یا تو محور کے ساتھ مرکوز (ایک پیرابولک بلب کے ساتھ) یا چوڑا، تقریباً 45 ° کے ٹھوس زاویے پر (ایک کروی بلب کے ساتھ)۔ زرعی پیداوار میں کروی بلب کے ساتھ لیمپ استعمال کرنے کا فائدہ، یہ لیمپ ہیٹنگ زون میں تابکاری کی زیادہ یکساں تقسیم فراہم کرتے ہیں۔

بلب کے اندر ایک ٹنگسٹن فلیمنٹ باڈی لگائی گئی ہے۔ فلیمنٹ باڈی کا فلیمینٹ مواد خلا میں بخارات بن کر بلب کی اندرونی سطح پر جم جاتا ہے اور ایک سیاہ کوٹنگ بناتا ہے۔یہ شیشے کے ذریعہ اس کے زیادہ شدید جذب کے نتیجے میں روشنی کے بہاؤ میں کمی کا باعث بنتا ہے۔

لیمپ کی سروس لائف کو بڑھانے اور فلیمینٹ باڈی کے بخارات کی شرح کو کم کرنے کے لیے، فلاسک کو غیر فعال گیسوں (ارگن اور نائٹروجن) کے مرکب سے بھرا جاتا ہے۔

گیس کی موجودگی گرمی کی ترسیل اور نقل و حرکت کی وجہ سے گرمی کے نقصانات پیدا کرتی ہے۔ گیس سے بھرے لیمپوں میں، بلب کو نہ صرف تنت سے نکلنے والی شعاعوں سے گرم کیا جاتا ہے، بلکہ فلنگ گیس سے اخراج اور ترسیل کے ذریعے بھی گرم کیا جاتا ہے۔ لہذا، 500 W کے لیمپ میں گیس کو گرم کرنے سے فراہم کردہ توانائی کا 9% خرچ ہوتا ہے۔

بڑے پیمانے پر فلیمینٹ باڈی والے طاقتور لیمپوں میں، گیس کے ذریعے گرمی کے نقصان میں اضافے کی تلافی فلیمینٹ کے پھیلاؤ میں تیزی سے کمی سے ہوتی ہے، اس لیے وہ ہمیشہ گیس کے ساتھ چھوڑے جاتے ہیں۔

ویکیوم لیمپ کے برعکس، غیر فعال گیس فلاسکس کے انفرادی حصوں کا درجہ حرارت ان کی آپریٹنگ پوزیشن پر منحصر ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، فلاسک کو الٹا کر کے، آپ دھاتی شیشے کے جنکشن کی حرارت کو 383-403 سے کم کر کے 323-343 K کر سکتے ہیں۔

تابکاری کا بہاؤ تنت کے جسم کے درجہ حرارت پر منحصر ہے۔ درجہ حرارت میں اضافہ ٹنگسٹن کے بخارات کو تیز کرتا ہے اور تابکاری کے بہاؤ میں نظر آنے والی روشنی کے تناسب کو بڑھاتا ہے۔ لہٰذا، IKZ قسم کے لیمپوں میں، جہاں انفراریڈ تابکاری موثر ہوتی ہے، فلیمینٹ کا کام کرنے کا درجہ حرارت 2973 K (جیسا کہ تاپدیپت لیمپ میں) سے کم ہو کر 2473 K ہو جاتا ہے جس میں 60% کی چمکیلی کارکردگی میں کمی واقع ہوتی ہے۔ یہ استعمال شدہ بجلی کے 70% تک کو انفراریڈ تابکاری میں تبدیل کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

تنت کے درجہ حرارت کو کم کرنے سے انفراریڈ لیمپ کی سروس لائف کو 1000 سے 5000 گھنٹے تک بڑھانا ممکن ہوا۔3.5 مائیکرون (کل بہاؤ کا 7-8%) سے زیادہ طول موج کے ساتھ تاپدیپت جسم کی تابکاری بلب کے شیشے سے جذب ہوتی ہے، جو درجہ حرارت میں اضافے کی وجہ سے لیمپ کے بار بار وقت سے پہلے ناکام ہونے کی وجہ ہے۔

IKZ قسم کے لیمپ سے 50-400 ملی میٹر کے فاصلے پر گرم سطح پر شعاع ریزی 2 سے 0.2 W/cm2 تک ہوتی ہے۔

سسپنشن کی اونچائی پر 250 W کی طاقت کے ساتھ انفراریڈ آئینے لیمپ IKZ کے ذریعہ تخلیق کردہ توانائی کی تابکاری کے خاکے: 1 — 10 سینٹی میٹر, 2 — 20 سینٹی میٹر, 3 — 30 سینٹی میٹر, 4 — 40 سینٹی میٹر, 5 — 50 سینٹی میٹر, 6 — 60 سینٹی میٹر، 7 - 80 سینٹی میٹر...

تابکاری کے ذریعے حرارت کی منتقلی کے لیے، ٹنگسٹن کوائل اور گیند کی شکل والے بلب کے ساتھ عام تاپدیپت لیمپ استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ تابکاری کی کارکردگی میں اضافہ وولٹیج کی فراہمی کے ذریعے فراہم کیا جاتا ہے، جس کی قدر برائے نام سے 5-10% کم ہے۔ اس کے علاوہ، آلے میں پالش ایلومینیم ریفلیکٹرز کو انسٹال کرنا ضروری ہے۔

ٹیوب انفراریڈ ایمیٹرز۔

ڈیزائن کے لحاظ سے، انفراریڈ تابکاری کے ٹیوب ذرائع کو دو گروپوں میں تقسیم کیا گیا ہے - دھاتی مزاحمتی مرکبات اور ٹنگسٹن سے بنے حرارتی جسموں کے ساتھ۔ پہلی عام یا ریفریکٹری شیشے کی ایک ٹیوب ہے جس کا قطر 10-20 ملی میٹر ہے۔ ٹیوب کے اندر، مرکزی محور کے ساتھ، ایک سرپل کی شکل میں ایک دھاگے کے ساتھ ایک جسم ہے، جس کے سروں پر سپلائی وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے۔ اس طرح کے ایمیٹرز بڑے پیمانے پر استعمال نہیں ہوتے ہیں۔ وہ عام طور پر اسپیس ہیٹنگ کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔

ٹنگسٹن فلیمینٹ ایمیٹرز ڈیزائن میں تاپدیپت ٹیوب لیمپ سے ملتے جلتے ہیں۔ ٹنگسٹن سرپل کی شکل میں حرارتی جسم ٹیوب کے محور کے ساتھ واقع ہے اور شیشے کی چھڑی پر سولڈرڈ مولیبڈینم ہولڈرز پر طے ہوتا ہے۔ ایک ٹیوب ریڈی ایٹر ایک بیرونی یا اندرونی ریفلیکٹر کے ساتھ بنایا جا سکتا ہے جو ویکیوم میں چاندی یا ایلومینیم کو بخارات بنا کر بنایا جاتا ہے۔ انجیر میں۔3 ایسے IR ایمیٹر کی تعمیر کو ظاہر کرتا ہے۔

ٹیوب ایمیٹرز سے تابکاری کی سپیکٹرل تقسیم ٹیوب ایمیٹرز کے قریب ہے۔ حرارتی درجہ حرارت 2100-2450 K ہے۔

چاول۔ 3. ایک روایتی ٹیوب IR ذریعہ کی تعمیر۔ 1 - بنیاد؛ 2 - چھڑی؛ 3 - چھڑی کو سہارا دینے والی بہار؛ 4 - مولیبڈینم کے حاملین؛ 5 - شیشے کی چھڑی؛ 6 - الیکٹروڈ؛ 7 - ٹنگسٹن دھاگے؛ 8 - شیشے کی ٹیوب۔

کم طاقت (100W) کے نلی نما ریڈی ایٹرز کو زراعت میں نوجوان جانوروں اور پولٹری کو گرم کرنے کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ لہذا فرانس میں وہ پنجروں میں نوجوان مرغیوں کو گرم کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ریڈی ایٹرز براہ راست پنجرے کی چھت پر 45 سینٹی میٹر کی اونچائی پر نصب کیے جاتے ہیں اور 40 مرغیوں کے لیے یکساں حرارت فراہم کرتے ہیں۔

نوجوان فارم جانوروں اور مرغیوں کے لیے مشترکہ شعاع ریزی اور روشنی کی تنصیبات کی تخلیق میں ٹیوب لیمپ کو کامیابی کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے، خاص طور پر اگر ہم غور کریں کہ یووی لیمپ اور اریتھیما کی روشنی کے لیے لیمپ کا بھی ایک نلی نما ڈیزائن ہوتا ہے۔

کوارٹج IR ایمیٹرز۔

کوارٹج IR ایمیٹرز اوپر بیان کیے گئے لوگوں سے ملتے جلتے ہیں، سوائے اس کے کہ کوارٹج گلاس ٹیوب استعمال کی جاتی ہے۔ یہاں ہم خود کو ٹنگسٹن حرارتی عناصر کے ساتھ کوارٹج IR ایمیٹرز پر غور کرنے تک محدود رکھیں گے۔

چاول۔ 4. فلیمینٹ قسم KI 220-1000 کے ساتھ انفراریڈ لیمپ کے لیے ڈیوائس۔

شکل 4 ایک کوارٹج ٹیوب ایمیٹر کے آلے کو دکھاتی ہے - KI (KG) قسم کا لیمپ۔ بیلناکار فلاسک 1 جس کا قطر 10 ملی میٹر ہے، کوارٹج گلاس سے بنا ہے، جس کی IR سپیکٹرل ریجن میں زیادہ سے زیادہ ترسیل ہوتی ہے۔ 1-2 ملی گرام آئوڈین کو ایک فلاسک میں رکھا جاتا ہے اور آرگن سے بھرا جاتا ہے۔ ہلکی باڈی 2، ایک مونو کوائل کی شکل میں بنائی گئی ہے، ٹیوب کے محور کے ساتھ ٹنگسٹن سپورٹ 3 پر نصب ہے۔

لیمپ میں ان پٹ کوارٹج ٹانگوں 4 میں سولڈرڈ مولیبڈینم الیکٹروڈز کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ فلیمینٹ سرپل کے سروں کو آستین کے اندرونی حصے تک کھینچا جاتا ہے 5۔ بیلناکار بیس 6 نکل کی پٹی سے بنے ہوتے ہیں جس میں سیون ہوتی ہے۔ بیرونی molybdenum تاروں کو ویلڈ کیا جاتا ہے 7. کوارٹج ایمیٹرز کی بنیادوں کا درجہ حرارت 573 K سے زیادہ نہیں ہونا چاہیے۔ اس سلسلے میں، یہ لازمی ہے کہ ریڈی ایٹرز کو شعاع ریزی کرنے والی تنصیبات میں آپریشن کے دوران ٹھنڈا کیا جائے۔

بیضوی سلنڈر کی شکل میں آئینے کے ریفلیکٹر کے ساتھ مل کر، کوارٹج لیمپ بہت زیادہ شعاعیں پیدا کرتے ہیں۔ اگر آئینے کے لیمپ 2-3 W/cm2 تک تابکاری فراہم کرتے ہیں، تو 100 W/cm2 تک کی تابکاری کوارٹج لیمپ سے ریفلیکٹر والے لیمپ سے حاصل کی جا سکتی ہے۔

ٹنگسٹن حرارتی عناصر کے ساتھ کوارٹج ایمیٹرز کمپنیاں جیسے اوسرام، فلپس، جنرل الیکٹرک وغیرہ تیار کرتی ہیں۔ وولٹیج 110/130 اور 220/250 V کے لیے۔ ان لیمپ کی زندگی 5000 گھنٹے ہے۔

سپیکٹرم پر KI-220-1000 لیمپ کی تابکاری توانائی کی تقسیم کو تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 5. کوارٹج لیمپوں سے پیدا ہونے والی تابکاری کی سپیکٹرل ساخت اس حقیقت سے نمایاں ہوتی ہے کہ 2.5 مائیکرون سے زیادہ طول موج کے علاقے میں دوسری زیادہ سے زیادہ ہوتی ہے، جو گرم ٹیوب سے تابکاری کی وجہ سے ہوتی ہے۔ بلب میں آیوڈین شامل کرنے سے ٹنگسٹن کے تھوکنے میں کمی آئے گی اور اس طرح چراغ کی زندگی میں اضافہ ہوگا۔ انفراریڈ کوارٹج لیمپوں میں، وولٹیج کو برائے نام سے اوپر بڑھانا سروس لائف میں تیزی سے کمی کا باعث نہیں بنتا، یہی وجہ ہے کہ لاگو وولٹیج کو تبدیل کرکے ریڈی ایشن فلوکس کو آسانی سے ایڈجسٹ کرنا ممکن ہے۔

چاول۔ 5. مختلف لیمپ وولٹیجز پر KI 220-1000 قسم کے لیمپ کے ریڈی ایشن انرجی سپیکٹرم کی تقسیم۔

آئوڈین سائیکل اورکت کوارٹج لیمپ کے درج ذیل فوائد ہیں:

• اعلی مخصوص تابکاری کثافت؛

آپریشنل زندگی کے دوران تابکاری کے بہاؤ کا استحکام۔ زندگی کے اختتام پر تابکاری کا بہاؤ ابتدائی کا 98% ہے؛

• چھوٹے طول و عرض؛

• طویل مدتی اور بڑے اوورلوڈز کو برداشت کرنے کی صلاحیت؛

فراہم کردہ وولٹیج کو تبدیل کرکے وسیع رینج میں تابکاری کے بہاؤ کو آسانی سے ایڈجسٹ کرنے کی صلاحیت۔

ان لیمپ کے اہم نقصانات:

• 623 K سے زیادہ آستین کے درجہ حرارت پر، کوارٹج تھرمل توسیع سے تباہ ہو جاتا ہے۔

• لیمپ کو صرف افقی حالت میں چلایا جا سکتا ہے، بصورت دیگر تاپدیپت جسم اپنے وزن کے تحت خراب ہو سکتا ہے اور ٹیوب کے نچلے حصے میں آیوڈین کے ارتکاز کے نتیجے میں آئوڈین سائیکل میں خلل پڑ جائے گا۔

آئوڈین سائیکل والے انفراریڈ لیمپ مختلف زرعی مقامات پر پینٹ اور وارنش خشک کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ فارم کے جانوروں کو گرم کرنے کے لیے (بچھڑے، سور، وغیرہ)۔

اورکت لیمپ کے ساتھ شعاع ریزی۔

اورکت لیمپوں کو مکینیکل نقصان اور پانی کے قطروں سے بچانے کے لیے، نیز خلا میں تابکاری کے بہاؤ کو دوبارہ تقسیم کرنے کے لیے، خصوصی فٹنگز کا استعمال کیا جاتا ہے۔ فکسچر کے ساتھ تابکاری کا ذریعہ بجلی کی فراہمی کہلاتا ہے۔

مختلف انفراریڈ لیمپ کے ساتھ شعاع ریزی بڑے پیمانے پر نوجوان فارم جانوروں اور مرغیوں کو مقامی طور پر گرم کرنے کے لیے مویشی پالنے میں استعمال ہوتے ہیں۔