इस लेख में मैं निरपेक्ष दबाव उदाहरण से सुसज्जित निरपेक्ष दबाव की परिभाषा और मूल बातें विस्तार से वर्णन करने जा रहा हूँ।
जब भी हम हवा के भारी प्रवाह को महसूस करते हैं तो वास्तव में हम हवा के अणुओं के दबाव को महसूस करते हैं। लेकिन अंतरिक्ष में हवा के अणु उपलब्ध नहीं होते हैं इसलिए अंतरिक्ष में दबाव बिल्कुल शून्य होता है। अत: वह दाब जो अंतरिक्ष या निर्वात के परम शून्य दाब से ऊपर मापा जाता है, निरपेक्ष दाब के रूप में जाना जाता है।
4+ निरपेक्ष दबाव उदाहरण नीचे दिए गए हैं और उनका वर्णन किया गया है:
- निरपेक्ष दबाव के सिद्धांत पर आधारित सेंसर
- गेज जो निरपेक्ष दबाव के सिद्धांत पर आधारित हैं
- ट्रांसमीटर जो निरपेक्ष दबाव के सिद्धांत पर आधारित हैं
- ट्रांसड्यूसर जो निरपेक्ष दबाव के सिद्धांत पर आधारित हैं
- द्रव के एक बिंदु पर दबाव (पी) को द्रव के उस बिंदु पर प्रति इकाई क्षेत्र (ए) पर लगाए गए सामान्य बल (एफ) के रूप में जाना जाता है। पी = एफ / ए। बैरोमीटर के मामले में दबाव (पी) का मान बैरोमीटर के अंदर रखे पारा स्तर की ऊंचाई (एच) पर निर्भर करता है। बैरोमेट्रिक दबाव (पी) की गणना निम्न सूत्र की मदद से की जा सकती है- पी = पीजी जहां पी पारा का घनत्व है और जी गुरुत्वाकर्षण त्वरण है। यहां पूर्ण दबाव (पी पूर्ण) का मान बराबर है वायुमंडलीय दबाव (पी वायुमंडलीय) और गेज दबाव (पी गेज) का योग।
- पी निरपेक्ष = पी वायुमंडलीय + पी गेज
निरपेक्ष दबाव के सिद्धांत पर आधारित सेंसर
एक सेंसर जो पूर्ण दबाव के सिद्धांत पर कार्य करता है वह एक सुरक्षित संरचना है जिससे हम दबाव के माप की रीडिंग प्राप्त कर सकते हैं जिसमें वायुमंडलीय दबाव के प्रभाव शामिल नहीं होते हैं। मूल रूप से ये सेंसर सेमीकंडक्टर डिवाइस हैं। प्रेशर सेंसर के निर्माण में वेफर्स, एन टाइप सेमीकंडक्टर्स जैसे सिलिकॉन, पॉलीसिलिकॉन आदि और पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री उपलब्ध हैं।
व्हीटस्टोन ब्रिज के रूप में चार प्रतिरोधों के संयोजन का उपयोग यहां त्रुटियों को कम करने और एक बड़ा आउटपुट प्राप्त करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार के सेंसर में किनारों में से एक जो दबाव माध्यम के संपर्क से बाहर है, एक पूरी तरह से निर्वात कक्ष में प्रकट होता है जो हमेशा के लिए बंद हो जाता है और दूसरे किनारे को तरल या गैसों से दबाव मिलता है। पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव भी यहां वोल्टेज प्राप्त करने के लिए उत्पन्न होता है जो पूर्ण दबाव पर निर्भर करता है। चूंकि इस बंद निर्वात कक्ष का उपयोग डायाफ्राम द्वारा पूर्ण शून्य बिंदु के रूप में किया जाता है, इसलिए इसकी विकृति वायुमंडलीय दबाव के प्रभाव से कभी प्रभावित नहीं होती है।
ये सेंसर मुख्य रूप से स्वास्थ्य उद्योग और खाद्य उद्योग में उपयोग किए जाते हैं। स्वास्थ्य उद्योग में दवाओं और अन्य चिकित्सा उत्पादों जैसे इंजेक्शन सीरिंज, कैंची, चाकू जो ऑपरेशन में उपयोग किए जाते हैं, उन्हें रोगियों की सुरक्षा के लिए स्वच्छ और बैक्टीरिया मुक्त किया जाना चाहिए। तो यहां पैकेज एयर फ्री होना चाहिए जो कि एब्सोल्यूट प्रेशर सेंसर का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। खाद्य उद्योग में खाद्य पदार्थों को भी वैक्यूम पैकेजिंग की आवश्यकता होती है ताकि उन्हें लंबे समय तक संरक्षित किया जा सके। ये सेंसर जो निरपेक्ष दबाव के आधार पर काम करते हैं, मुख्य रूप से हवा मुक्त वातावरण बनाए रखने और खाद्य पदार्थों को क्षतिग्रस्त होने से बचाने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
गेज जो निरपेक्ष दबाव के सिद्धांत पर आधारित हैं
कभी-कभी अनुसंधान प्रयोगशालाओं में जहां मौसम की स्थिति पर आधारित प्रयोग किए जा रहे हैं, वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए एक बड़ी समस्या पैदा करता है। अतः यहाँ निरपेक्ष दाब पर आधारित गेजों का प्रयोग प्रयोग के वातावरण को वायु मुक्त और निर्वात प्रकृति का बनाने के लिए किया जाता है ताकि प्रायोगिक रीडिंग सही हो। वायुमंडलीय दबाव में उतार-चढ़ाव से बचने और ऊंचाई का सही माप प्राप्त करने के लिए इन गेजों का उपयोग वैमानिकी द्वारा भी किया जाता है। खाद्य उद्योग में भी उनका उपयोग होता है।
ट्रांसमीटर जो आधारित हैं निरपेक्ष दबाव के सिद्धांत पर
इस प्रकार के ट्रांसमीटर निर्वात में काम करने में सक्षम होते हैं। उनके द्वारा पूरी तरह से हवा मुक्त वातावरण में दबाव मापा जाता है। बदलते मौसम की स्थिति जैसे कोई बाहरी कारक उन्हें प्रभावित नहीं कर सकते। इन ट्रांसमीटरों में यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है जो बदले में विद्युत संकेतों के रूप में बाहर निकलती है।
दरअसल इस तरह के ट्रांसमीटर सेंसर से जुड़े होते हैं जो कि एब्सोल्यूट प्रेशर पर काम करते हैं। सेंसर आउटपुट को विद्युत इकाई में भेजते थे जहां निरपेक्ष दबाव की गणना की जा रही थी। उसके बाद यह संकेत ट्रांसमीटर के माध्यम से प्रेषित होता है। निरपेक्ष दबाव से संबंधित ट्रांसमीटर दो प्रकार के होते हैं- एक एनालॉग और दूसरा डिजिटल। डिजिटल एनालॉग सिग्नल को डिजिटल में बदल देता है।
आज की दुनिया में इस प्रकार के ट्रांसमीटरों का उपयोग ऊंचाई को मापने के लिए किया जाता है, यही कारण है कि इनका नेविगेशन उद्योग में व्यापक उपयोग होता है जिसे दिशाओं और ऊंचाई से निपटना होता है। निरपेक्ष दबाव के सिद्धांत पर आधारित इन आधुनिक ट्रांसमीटरों की मदद से मौसम का पूर्वानुमान लगाना आसान हो गया है। इन दिनों मौसम पूर्वानुमान स्टेशनों की कोई आवश्यकता नहीं है, कंप्यूटर, लैपटॉप और स्मार्टफोन में लगे ट्रांसमीटरों के माध्यम से दबाव, तापमान, आर्द्रता आदि की गणना की जा सकती है। इनका उपयोग स्वचालन उद्योग में भी होता है। इनका उपयोग कारों के इंजन के दबाव को मापने के लिए किया जाता है। इनका उपयोग कुएँ के पानी की गहराई मापने में भी किया जाता है।
Transducers जो निरपेक्ष दबाव के सिद्धांत पर आधारित हैं
इस प्रकार के ट्रांसड्यूसर में एक कठोर ट्यूब, एक लचीली ट्यूब और एक पाइप की दीवार होती है। वे पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री पर बने हैं। वे गतिशील के साथ-साथ स्थिर दबाव को भी माप सकते हैं। ये ट्रांसड्यूसर आमतौर पर यांत्रिक ऊर्जा को परिवर्तित करते हैं जो संकेतों के रूप में विद्युत ऊर्जा में लागू दबाव है। प्रत्येक दबाव ट्रांसड्यूसर को आपूर्ति वोल्टेज की आवश्यकता होती है ताकि उसका आंतरिक सर्किट ठीक से काम कर सके। निरपेक्ष दबाव पर कार्य करने वाले ट्रांसड्यूसर आमतौर पर एक बंद गुहा होते हैं जो एक पूर्ण सेंसर के अंदर रखे जाते हैं। इस प्रकार के ट्रांसड्यूसर बैरोमीटर के दबाव के उतार-चढ़ाव का पता लगाने में मदद करते हैं।
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नमस्ते...मैं अंकिता विश्वास हूं। मैंने फिजिक्स ऑनर्स में बीएससी और इलेक्ट्रॉनिक्स में एमएससी की है। वर्तमान में, मैं एक उच्चतर माध्यमिक विद्यालय में भौतिकी शिक्षक के रूप में कार्यरत हूँ। मैं उच्च-ऊर्जा भौतिकी क्षेत्र को लेकर बहुत उत्साहित हूं। मुझे जटिल भौतिकी अवधारणाओं को समझने योग्य और सरल शब्दों में लिखना पसंद है।