اورکت تھرموگرافی اور تھرمل امیجنگ

الیکٹرو آپٹیکل آلات کا استعمال کرتے ہوئے اس سے خارج ہونے والی حرارت کی شعاعوں کے پیرامیٹرز کو ریکارڈ کرکے سطح کے درجہ حرارت کی پیمائش کو انفراریڈ تھرموگرافی کہا جاتا ہے۔ جیسا کہ آپ اندازہ لگا سکتے ہیں، اس صورت میں حرارت جانچی ہوئی سطح سے — پیمائش کرنے والے آلے تک، شکل میں منتقل ہوتی ہے۔ اورکت برقی مقناطیسی لہریں.

انفراریڈ تھرموگرافی کے لیے جدید الیکٹرو آپٹیکل ڈیوائسز انفراریڈ شعاعوں کے بہاؤ کی پیمائش کر سکتے ہیں اور حاصل کردہ ڈیٹا کی بنیاد پر اس سطح کے درجہ حرارت کا حساب لگا سکتے ہیں جس کے ساتھ پیمائش کا سامان تعامل کرتا ہے۔

بلاشبہ، ایک شخص انفراریڈ شعاعوں کو محسوس کرنے کے قابل ہے اور جلد کی سطح پر اعصابی سروں کے ساتھ درجہ حرارت کی تبدیلیوں کو ڈگری کے سوویں حصے میں بھی محسوس کر سکتا ہے۔ تاہم، اتنی زیادہ حساسیت کے ساتھ، انسانی جسم صحت کو نقصان پہنچائے بغیر لمس سے نسبتاً زیادہ درجہ حرارت کا پتہ لگانے کے لیے موافق نہیں ہے۔ بہترین طور پر، یہ جلنے کی چوٹوں سے بھرا ہوا ہے۔

اور یہاں تک کہ اگر انسان کی درجہ حرارت کے بارے میں حساسیت اتنی زیادہ ہو جائے جتنی کہ اندھیرے میں گرمی سے شکار کا پتہ لگانے کی صلاحیت رکھنے والے جانوروں کی، پھر بھی جلد یا بدیر اسے ایک زیادہ حساس آلے کی ضرورت ہوگی جو قدرتی فزیالوجی سے زیادہ وسیع درجہ حرارت کی حد میں کام کر سکے۔ اجازت دیتا ہے...

سب کے بعد، اس طرح کا ایک آلہ تیار کیا گیا تھا. پہلے یہ مکینیکل آلات تھے، اور بعد میں انتہائی حساس الیکٹرانک آلات۔ آج، یہ آلات معمول کی صفات لگتے ہیں جب تھرمل کنٹرول کو متعدد تکنیکی مسائل میں سے کسی کو حل کرنے کے لیے انجام دینے کی ضرورت ہوتی ہے۔

بہت ہی لفظ «انفراریڈ»، یا مختصراً «IR»، برقی مقناطیسی تابکاری کے وسیع ترین سپیکٹرم کے پیمانے پر ان کے مقام کے مطابق، حرارت کی لہروں کی پوزیشن «سرخ کے پیچھے» کی نشاندہی کرتا ہے۔ جہاں تک لفظ "تھرموگرافی" کا تعلق ہے، اس میں "تھرمو" - درجہ حرارت اور "گرافک" - امیج - درجہ حرارت کی تصویر شامل ہے۔

اورکت تھرموگرافی کی ابتدا

تحقیق کی اس لائن کی بنیاد جرمن ماہر فلکیات ولیم ہرشل نے رکھی جس نے 1800 میں سورج کی روشنی کے سپیکٹرا کے ساتھ تحقیق کی۔ ایک پرزم کے ذریعے سورج کی روشنی کو منتقل کرتے ہوئے ہرشل نے مختلف رنگوں کے علاقوں میں ایک حساس مرکری تھرمامیٹر لگایا جس پر سورج کی روشنی پڑتی ہے۔ پرزم پر، تقسیم کیا گیا تھا.

تجربے کے دوران، جب تھرمامیٹر کو سرخ لکیر سے آگے بڑھایا گیا، تو اس نے پایا کہ کچھ پوشیدہ، لیکن نمایاں حرارتی اثر، تابکاری بھی ہے۔

ہرشل نے اپنے تجربے میں جس تابکاری کا مشاہدہ کیا وہ برقی مقناطیسی طیف کے اس خطے میں تھی جسے انسانی بصارت کسی رنگ کے طور پر نہیں سمجھتی تھی۔یہ "غیر مرئی حرارت کی تابکاری" کا خطہ تھا، حالانکہ یہ برقی مقناطیسی لہروں کے طیف میں ضرور تھا، لیکن نظر آنے والے سرخ سے نیچے تھا۔

بعد میں، جرمن ماہر طبیعیات تھامس سیبیک نے تھرمو الیکٹرسٹی کو دریافت کیا، اور 1829 میں اطالوی ماہر طبیعیات نوبیلی نے پہلے معلوم تھرموکوپلز کی بنیاد پر ایک تھرموپائل بنایا، جس کا اصول اس حقیقت پر مبنی ہوگا کہ جب دو مختلف دھاتوں کے درمیان درجہ حرارت میں تبدیلی آتی ہے۔ ان پر مشتمل سرکٹ کے سروں پر ایک ممکنہ فرق پیدا ہوتا ہے...

میلونی جلد ہی نام نہاد ایجاد کرے گی۔ ایک تھرموپائل (سیریز میں نصب تھرموپائلز سے)، اور ایک خاص طریقے سے اس پر انفراریڈ لہروں کو فوکس کرکے، 9 میٹر کے فاصلے پر حرارت کے منبع کا پتہ لگانے کے قابل ہوگا۔

تھرموپائل - زیادہ برقی طاقت یا ٹھنڈک کی صلاحیت حاصل کرنے کے لیے تھرمو ایلیمنٹس کا سیریل کنکشن (جب بالترتیب تھرمو الیکٹرک یا کولنگ موڈ میں کام کرتے ہیں)۔

سیموئل لینگلے نے 1880 میں 300 میٹر کے فاصلے پر گرمی میں ایک گائے کو دریافت کیا۔ یہ ایک بیلومیٹر کا استعمال کرتے ہوئے کیا جائے گا، جو بجلی کی مزاحمت میں تبدیلی کی پیمائش کرتا ہے جو درجہ حرارت میں تبدیلی سے جڑا ہوا ہے۔

ان کے والد کے جانشین، جان ہرشل نے 1840 میں ایک بخارات کا استعمال کیا، جس کے ساتھ اس نے تیل کی پتلی ترین فلم کی مختلف رفتار سے بخارات بننے کے طریقہ کار کی بدولت منعکس شدہ روشنی میں پہلی انفراریڈ تصویر حاصل کی۔

آج، خصوصی آلات تھرمل امیجز کے ریموٹ حصول کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں - تھرمل امیجرز، جو زیر تفتیش آلات سے رابطہ کیے بغیر اورکت شعاعوں کے بارے میں معلومات حاصل کرنے اور فوری طور پر تصور کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ پہلے تھرمل امیجرز فوٹو ریسسٹیو اورکت سینسر پر مبنی تھے۔

1918 تک، امریکن کیز فوٹو ریزسٹرس کے ساتھ تجربات کر رہی تھی، جہاں اسے فوٹون کے ساتھ براہ راست تعامل کی وجہ سے سگنل موصول ہوئے۔ اس طرح، فوٹو کنڈکٹیوٹی کے اصول پر کام کرتے ہوئے، تھرمل ریڈی ایشن کا ایک حساس ڈٹیکٹر بنایا گیا۔

جدید دنیا میں IR تھرموگرافی۔

جنگ کے سالوں کے دوران، بہت زیادہ تھرمل امیجرز بنیادی طور پر فوجی مقاصد کے لیے کام کرتے تھے، اس لیے 1940 کے بعد تھرمل امیجنگ ٹیکنالوجی کی ترقی تیز ہوئی۔

1960 کی دہائی کے بعد، پہلے پورٹیبل تھرمل امیجرز نمودار ہوئے، جن کی مدد سے وہ عمارتوں کی تشخیص کرتے ہیں۔ وہ قابل اعتماد ٹولز تھے لیکن ناقص معیار کی تصاویر کے ساتھ۔ 1980 کی دہائی میں تھرمل امیجنگ نہ صرف صنعت بلکہ طب میں بھی متعارف ہونا شروع ہوئی۔ تھرمل کیمروں کو ریڈیو میٹرک امیج دینے کے لیے کیلیبریٹ کیا گیا تھا — تصویر کے تمام پوائنٹس کا درجہ حرارت۔

پہلے گیس سے ٹھنڈے تھرمل کیمروں نے تصویر کو سیاہ اور سفید CRT اسکرین پر کیتھوڈ رے ٹیوب کے ساتھ دکھایا۔ تب بھی اسکرین سے مقناطیسی ٹیپ یا فوٹو پیپر پر ریکارڈ کرنا ممکن تھا۔ تھرمل کیمروں کے سستے ماڈل وڈیکن ٹیوبوں پر مبنی ہوتے ہیں، انہیں ٹھنڈک کی ضرورت نہیں ہوتی اور زیادہ کمپیکٹ ہوتے ہیں، حالانکہ تھرمل امیجنگ ریڈیو میٹرک نہیں ہوتی ہے۔

1990 کی دہائی تک، میٹرکس انفراریڈ ریسیور شہری استعمال کے لیے دستیاب ہو گئے، بشمول آئتاکار انفراریڈ ریسیورز (حساس پکسلز) کی صفیں جو آلے کے لینس کے فوکل جہاز میں نصب ہیں۔ یہ پہلے سکیننگ IR ریسیورز کے مقابلے میں ایک نمایاں بہتری تھی۔

تھرمل امیجز کا معیار بہتر ہوا ہے اور مقامی ریزولوشن میں اضافہ ہوا ہے۔ اوسط جدید میٹرکس تھرمل امیجرز میں ریسیورز ہوتے ہیں جن کی ریزولوشن 640*480 - 307,200 مائیکرو-IR ریسیورز تک ہوتی ہے۔ پیشہ ورانہ آلات میں زیادہ ریزولوشن ہو سکتا ہے — 1000 * 1000 سے زیادہ۔

IR میٹرکس ٹیکنالوجی 2000 کی دہائی میں تیار ہوئی۔ تھرمل امیجرز ایک طویل طول موج کی آپریٹنگ رینج کے ساتھ نمودار ہوئے ہیں - 8 سے 15 مائکرون اور درمیانی طول موج کو سینسنگ - 2.5 سے 6 مائکرون طول موج کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ تھرمل امیجرز کے بہترین ماڈل مکمل طور پر ریڈیو میٹرک ہوتے ہیں، ان میں امیج اوورلے فنکشن ہوتا ہے اور 0.05 ڈگری یا اس سے کم کی حساسیت ہوتی ہے۔ پچھلے 10 سالوں میں، ان کی قیمتوں میں 10 گنا سے زیادہ کمی آئی ہے، اور معیار میں بہتری آئی ہے۔ تمام جدید ماڈلز کمپیوٹر کے ساتھ بات چیت کر سکتے ہیں، خود ڈیٹا کا تجزیہ کر سکتے ہیں اور کسی بھی مناسب فارمیٹ میں آسان رپورٹس پیش کر سکتے ہیں۔

ہیٹ انسولیٹر

تھرمل آئسولیٹر میں کئی معیاری حصے شامل ہیں: لینس، ڈسپلے، انفراریڈ ریسیور، الیکٹرانکس، پیمائش کے کنٹرول، اسٹوریج ڈیوائس۔ ماڈل کے لحاظ سے مختلف حصوں کی ظاہری شکل مختلف ہو سکتی ہے۔ تھرمل امیجر مندرجہ ذیل کام کرتا ہے۔ اورکت تابکاری آپٹکس کے ذریعہ وصول کنندہ پر مرکوز ہوتی ہے۔

وصول کنندہ وولٹیج یا متغیر مزاحمت کی شکل میں ایک سگنل پیدا کرتا ہے۔ یہ سگنل الیکٹرانکس کو دیا جاتا ہے، جو اسکرین پر ایک تصویر — تھرموگرام — بناتا ہے۔اسکرین پر مختلف رنگ انفراریڈ سپیکٹرم کے مختلف حصوں سے مطابقت رکھتے ہیں (ہر سایہ اس کے اپنے درجہ حرارت سے مطابقت رکھتا ہے)، تھرمل امیجر کے ذریعہ جانچنے والی چیز کی سطح پر حرارت کی تقسیم کی نوعیت پر منحصر ہے۔

ڈسپلے عام طور پر چھوٹا ہوتا ہے، اس میں زیادہ چمک اور اس کے برعکس ہوتا ہے، جو آپ کو روشنی کے مختلف حالات میں تھرموگرام دیکھنے کی اجازت دیتا ہے۔ تصویر کے علاوہ، ڈسپلے عام طور پر اضافی معلومات دکھاتا ہے: بیٹری چارج کی سطح، تاریخ اور وقت، درجہ حرارت، رنگ کا پیمانہ۔

IR ریسیور ایک سیمی کنڈکٹر مواد سے بنا ہے جو اس پر پڑنے والی انفراریڈ شعاعوں کے زیر اثر برقی سگنل پیدا کرتا ہے۔ سگنل پر الیکٹرانکس کے ذریعہ کارروائی کی جاتی ہے جو ڈسپلے پر ایک تصویر بناتے ہیں۔

کنٹرول کے لیے، ایسے بٹن موجود ہیں جو آپ کو پیمائش شدہ درجہ حرارت کی حد کو تبدیل کرنے، رنگ پیلیٹ، عکاسی اور پس منظر کے اخراج کو ایڈجسٹ کرنے کے ساتھ ساتھ تصاویر اور رپورٹس کو محفوظ کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔

ڈیجیٹل امیج اور رپورٹ فائلیں عام طور پر میموری کارڈ میں محفوظ کی جاتی ہیں۔ کچھ تھرمل امیجرز میں بصری سپیکٹرم میں آواز اور یہاں تک کہ ویڈیو ریکارڈ کرنے کا کام ہوتا ہے۔ تھرمل امیجنگ کیمرہ چلانے کے دوران محفوظ کردہ تمام ڈیجیٹل ڈیٹا کو کمپیوٹر پر دیکھا جا سکتا ہے اور تھرمل امیجنگ کیمرے کے ساتھ فراہم کردہ سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے تجزیہ کیا جا سکتا ہے۔

بھی دیکھو:برقی آلات کے آپریشن کے دوران غیر رابطہ درجہ حرارت کی پیمائش