RTD Kya Hota Hai | RTD Working Principal, Uses & Advantages

RTD Kya Hota Hai :- RTD एक Sensor डिवाइस है इसका इस्तेमाल तापमान ( Temperature ) को  मापने मे किया जाता है  RTD की फुल फॉर्म – ( Resistance Temperature Detector ) है

• Resistance – यह तापमान के अनुसार Resistance(प्रतिरोध) बदलता है
• Temperature – इसका main काम टेम्परेचर को मापना होता है
• Detector – यह तापमान मे हुए change को detect (पता) करता है

 इसे मुख्य रूप से Platinum (Pt100, Pt1000), Nickel, Copper जैसी धातुओ से बनाया जाता है और इसे Industries , Research Lab, Automobile, Power Plant आदि में उपयोग होता है  

RTD कैसे काम करता है ?( RTD Working Principle )

इसका काम बहुत Simple होता है जब किसी कंडक्टर ( Metal ) का Temperature बढता है तो उसका Resistance भी बढता है और जब तापमान घटता है, तो इसका रेजिस्टेंस भी घटता है 
RTD Working Principal विस्तृत मे पढ़े

» उदाहरण से समझिये:-

जैसे आपने देखा होगा की Mobile को बहुत देर तक चलाने पर वह गर्म हो जाता है जिससे उसकी अंदर Wiring का प्रतिरोध ( Resistance ) बढ़ जाता है ठीक उसी प्रकार 
RTD भी बिलकुल ऐसे ही काम करता है –  जब तापमान बढ़ता है तो उसका Resistance भी बढ़ता है  

RTD का Construction (निर्माण और बनावट)

RTD को बनाने के लिए मुख्य रूप से Platinum ( Pt-100, Pt-1000), Nickel, और Copper जैसी धातुओ का उपयोग किया जाता है 
RTD के अंदर एक पतला Wire होता है जो ग्लास, सिरामिक या स्टील की रॉड के चारो तरफ लपेटा गया होता है  

RTD Sensor के प्रकार (Types of RTD Sensor in Hindi )

RTD को 4 Category में बाटा जाता है:

(A) Material के आधार पर 

RTD का तार शुद्ध पदार्थ जैसे – Platinum, Nickel, Tungstun, Copper से बनाया जाता है

1. Platinum – यह -260 से 110°C तक सेंस करता है सबसे ज्यादा industries में Platinum से बनी RTD का Use किया जाता है 
2. Nickel – यह -220 से 300°C तक सेंस करता है यह सस्ता होता है, लेकिन कम सटीक होता है 
3. Tungstan – जो बल्ब में लगा होता है ये -200 से 1000°C तक सेंस करता है 
4. Copper – यह सस्ता होता है पर 150°C से ज्यादा पर काम नहीं करता है 

(B) Wiring के आधार पर

1. Two wire RTD 
2. Three wire RTD 
3. Four wire RTD 

• Two wire RTD :-

            »  इसमे केवल 2 Wire होते है 
            » Two wire Rtd बहुत Simple, RTD होती है
            » Two wire Rtd में Error की सम्भावना ज्यादा होती है क्योंकि यह Lead के Resistance को भी उसमे add कर लेता है 
            » इसका Use वहा किया जाता है जहां ज्यादा Accuracy की आवश्यकता नही होती है 

• Three wire RTD:- 
    » Three Wire RTD, Industry में सबसे ज्यादा Use होने वाली RTD होती है 
    »  इसमे 3 Connecting Lead होती है 
    » एक Connecting Lead (wire) RTD, Element के एक सिरे से, दूसरी connecting lead (wire) , Rtd के दुसरे एलिमेंट से जुडी होती है  
     तीसरी Lead Wire Compensation Provide करता है 
    » 3 wire Rtd में Lead Resistance के द्वारा उत्त्पन्न होने वाली Error  को काफी हद तक कम किया जा सकता है 
    » 3 wire Rtd की Accuracy, 2 wire Rtd की अपेक्षा ज्यादा अच्छी होती है
• Four wire RTD:-
      » 4 Wire RTD सबसे ज्यादा Accurate, Research, Medical में High Accuracy सिस्टम में उपयोग होता है 
      » जिससे Lead वायर की Resistance पूरी तरह से खत्म हो जाती है और सबसे सटीक Temperature रीडिंग मिलती है।
      » 4 वायर RTD के Ends और 2-2 wire, connecting lead जुडी होती है 
      » 4 wire Rtd में 4 connecting lead होने के कारण एक true bridge बनता है जिससे 4 वायर Rtd accurate Rtd होती है 

Note – इन तीनो RTD में सबसे ज्यादा इस्तेमाल 3 wire वाला RTD का किया जाता है क्योंकि इसकी Accuracy लगभग 100% से कुछ ही कम है 

(C) Sensor के आधार पर

• Simplex RTD :- Simplex RTD का Use तब किया जाता है जब हमे कही एक जगह, Controller पर  Temperature को show कराना होता है इसमे Connection के लिए एक Port होता है मतलब 3 wire होते है इनमे दो wire, same colour के होते है और एक वायर Different, Colour का होता है
• Duplex Rtd :- Duplex Rtd का use तब किया जाता है जब हमे कही दो जगह , Controller या SCADA पर Temperature को show कराना होता है इसमे Connection के लिए दो Port होते है मतलब 6 wire होते है. 

(D) Construction के आधार पर

• Thin Film RTD – यह एक पतली प्लेट पर प्लैटिनम की कोटिंग से बना होता है छोटे और हल्के होते है इसका use इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस मे किया जाता है
• Wire Wound RTD – प्लैटिनम wire को सिरेमिक या ग्लास कोर पर लपेटकर बनाया जाता है

RTD और Thermocouple में क्या अंतर है ? 

RTD के फायदे

1. Rtd, high accuracy वाला होता है 
2. इसकी Long term stability होती है 
3. Good linearty होती है
4. इसको Install और Maintence करना आसान होता है 
5. इसका इस्तेमाल low टेम्परेचर के लिए suitable है 
6. इसकी Chemical property बहुत अच्छी है
7. इसकी Accuracy, high होती है 
8. यह Excellent Repatabilty प्रदान करता है 
9. इसकी Linerty भी बहुत अच्छी होती है 
10. इसका Large Temperature – Cofficent of Resistance है  क्योंकि इसका large resistance होता है अर्थात इसे ऐसे भी लिख सकते है         

                                        0°C     –    100Ω

RTD के नुकसान

1. यह मंहगा होता है
2. इसका Responce Time, Thermocouple से धीमा होता है
3. 850°C  से जादा पर इसका उपयोग नही किया सकता है

RTD के उपयोग (RTD Application & Uses)

RTD का उपयोग बहुत सारी अलग – अलग फील्ड में किया जाता है:-

1. Industrial मशीनों में Temperature को Measure करने के लिए
2. मेडिकल उपकरणों में ( ICU में मरीजो की बॉडी Temperature) के लिए
3. Power Plant और Automobile इंडस्ट्री में
4. Food Processing और Chemical Plant में

PT-100 क्या होता है? 

RTD Installation :- सही तरीका, Common Mistakes और Case Study

दोस्तों आपको RTD इनस्टॉल करने से पहले यह भी पता होना चाहिए की इसका इस्तेमाल कहा किया जाता है इंडस्ट्री में आर टी डी ( RTD ) का use वहा किया जाता है जहां टेम्परेचर measure करना होता है जैसे – किसी टैंक में या process लाइन में लगा देते है

• जब आप RTD को Install कर रहे हो तब इस बात का ध्यान रखना चाहिए की वहा आप Simplex Rtd लगायेगे या Duplex Rtd लगायेगे 
• RTD को Install करने के लिए कुछ tools की आवश्यकता होती है जैसे – Slide Wrench , Plier, Wire Stripper, Multimeter, tester.

चलिए इसे एक बिल्कुल आसान से Example से समझते है :-

RTD Installation Step-by Step Guide

मान लीजिये की शुगर फैक्ट्री मे एक बॉयलर है जो स्ट्रीम जनरेट करता है Management चाहता है की स्ट्रीम Pipeline मे temperature की सटीक निगरानी हो ताकि Pressure और Heat कण्ट्रोल मे रहे इसके लिए RTD Sensor इंस्टाल करना है

1. सही जगह चुनना (Mounting Location) :- बॉयलर से निकलने वाली स्ट्रीम लाइन (Stream Line) मे ऐसी जगह चुनो . जहाँ सही Temperature मिल सके . जहाँ स्ट्रीम ट्रेबुलेंस (गड़बड़ी) ना हो . जहाँ Maintenance करना आसान हो
2. Thermowell लगाना :- चूंकि स्ट्रीम High Pressure और High Temperature मे होती है इसलिये RTD को direct पाइप मे नहीं डाल सकते, वरना यह जल्दी ख़राब हो जायगा इसलिये सबसे पहले एक thermowell इनस्टॉल करते है
   🔸Pipe मे Drilling और tapping करके उसमे एक थ्रेडेड thermowell लगाओ . अगर पहले से थ्रेडेड port बना हुआ है, तो सीधे उसमे thermowell स्क्रू कर दो
   🔸 RTD को Process Line में लगाने से पहले Thermowell को भी लगाया है Thermowell से Rtd को Protection मिलती है जो RTD को direct, Pressure और Stream से बचाता है. तथा जिससे हम Rtd को कभी भी निकालकर easily चेक कर सकते है 
3. RTD को थर्मोवेल मे डालना :- अब RTD को थर्मोवेल मे डालकर स्क्रू कर दो जिससे यह हिले- डूले नहीं 🔸RTD की टिप thermowell के बॉटम तक टच होनी चाहिए जिससे हम रीडिंग को एक दम Accurate Measure कर सके
4. RTD Wiring Connection करना :- उसके बाद  RTD के ढक्कन को खोलकर उसमे control pannel से आने वाले तीनो wire को tester की सहायता से connect कर लेते है 3 wire को Rtd में connect करने के बाद इनका connection, controller और indicator में किया जाता है 
5. Installation Secure करना :- पूरे काम को फाइनल चेक करे कि 🔸 थर्मोवेल मे RTD अच्छे से टाइट है कि नहीं 🔸 हमारे द्वारा किये गए Connection, Proper टाइट है 🔸 Connection सही जगह हुआ है या नहीं
6. System Testing & Calibration :- अब बॉयलर On करो और SCADA मे चेक करे कि temperature दिखा है या नहीं यदि दिखा रहा है तो हमारा Installation Successful रहा

Common Mistakes

😆 ज़ब गलत RTD Wiring ने Boiler को ठंडा कर दिया ! [Case Study]

एक बार यूपी की शुगर फैक्ट्री मे नया इंजीनियर आया जिसे बॉयलर में RTD इंस्टॉल करना था बॉयलर में Stream बनता है जिससे टरबाइन चलती है और पूरे Plant को पावर मिलती है

Requirement: “RTD को Thermowell मे डालकर Wiring करनी थी जिससे Boiler का टेम्परेचर SCADA [Supervisory Control and Data Acquisition] पर पर ठीक से दिखे”

Mistake: नए इंजीनियर साहब ने RTD तो Thermowell मे डाल दिया, लेकिन Wiring ऐसे कर दी की SCADA पर temperature -60°C दिखने लगा!😂

. अब बड़ी गड़बड़ हो गई! …जैसे ही Boiler चालू किया गया वहाँ के Operator ने SCADA पर Temperature चेक किया वहाँ टेम्परेचर 400°C आना चाहिए था लेकिन वहाँ -60°C दिखा रहा था

♦ ऑपरेटर घबरा गया! उसने Control Room में Panic Mode में एलार्म बजा दिया –
“अरे! Boiler जम गया! Steam बनना बंद हो गया!”
♦ मैनेजर घबराकर दौड़ा, सोचा कोई बड़ी Mechanical Failure हो गई है!
♦ शुगर फैक्ट्री Shutdown करने का आदेश देने ही वाले थे!

👷‍♂️ फिर आया Senior Engineer और उसने देखा…

♦ RTD Wiring Issue कैसे हुआ?

♦ 3-Wire RTD में A और B वायर को गलत जगह जोड़ने से Sensor का Output Resistance बदल गया। ♦ PLC/SCADA ने इसे -60°C पढ़ लिया, जबकि असल में Boiler 400°C पर था!
♦ यह गलती अक्सर तब होती है, जब Sensor Connection को Cross-Check नहीं किया जाता।

सीखने को क्या मिला? ( Lesson Learned )

✔ RTD की Wiring हमेशा Cross-Check करो, नहीं तो HMI अंटार्कटिका जैसा Temperature दिखा देगा!
✔ Multimeter से RTD का Resistance चेक करना मत भूलो!
✔ Control Room में HMI Reading Verify करो, तभी Installation को Final मानो!
✔ Boiler के “Minus Temperature” पर घबराने से पहले Sensor चेक करो!

Note :- कभी भी प्रॉब्लम आती है तो थोड़ा सोचे भी लॉजिक लगाकर technical रूप से की प्रॉब्लम कहा हो सकती है जैसे-जैसे आप बहुत सारी Problems solve करेंगे वैसे-वैसे आपका Confidence भी अपने आप बढ़ता जायगा/

RTD Check With Multimeter

RTD को Check करने के लिए आवश्यक उपकरण

• Digital मल्टीमीटर :- RTD का Resistance मापने के लिए
• मेगर ( Insulation Tester ):- RTD की Insulation को टेस्टिंग करने के लिए
• RTD Temperature Chart :- Measure किया गया Resistance को Chart के हिसाब से check कर ले या उसको RTD के formula से निकाल सकते है

RTD Check With मल्टीमीटर

1. RTD को सबसे पहले RTD का ढक्कन खोलते है उसके बाद फिर देखते है कोई वायर टर्मिनल से टूटा तो नही है अगर वहाँ सही है फिर अब हम मल्टीमीटर से चेक करते है 
2. सबसे पहले हम मल्टीमीटर की Nobe को रेजिस्टेंस पर सेट करते है
3. फिर हम मल्टीमीटर की दोनों पॉइंट को RTD के वायर पर लगाते है और उसका रेसिस्टेंस चेक करते है की कितना आ रहा है सबसे जरूरी बात तो यही है की 3 Wire RTD में तीन वायर होते है 2 वायर समान कलर के होते है एक Differnet colour का होता है तो
4. हम क्या करेगे मल्टीमीटर के Red पॉइंट और Black पॉइंट को RTD के उन दोनों वायर पर लगायेगे जहा Same वायर है उन दोनों को चेक करने पर ओम में Show करेगा फिर अब हम एक Different colour और जो दो Same कलर के वायर थे उनमे से कोई एक ले लेते है और मल्टीमीटर के द्वारा चेक करते है चेक करने पर कोई value शो करेगा मल्टीमीटर पर जो रीडिंग दिखे उसे देखो
5. जैसे – यदि रेजिस्टेंस (PT100 के लिए 0ओह्म) के आसपास आ रहा है तो हमारी RTD सही है
6. अगर Resistance बहुत ज्यादा दिख रहा है तो RTD के wire कही कटा हुआ है अर्थात Open है
7. अगर Resistance बहुत कम (0) दिख रहा है तो इसका मतलब wire आपस मे touch है अर्थात Short है
8. अब उस Resistance को RTD चार्ट से मिलाओ या formula से चेक कर लो अगर रेजिस्टेंस सही आ रहा है तो RTD ठीक है
9. मल्टीमीटर से चेक करने के बाद उसे सही जगह रख दे इसी प्रकार हम फील्ड में लगी RTD को चेक कर सकते है सबसे पहले वायर को Disconnect करिये फिर उसके बाद RTD को चेक कर लीजिये 

RTD के फेल होने कारण और समाधान

RTD की टेस्टिंग के लिए सावधानी बरतनी चाहिए?

• RTD चेक करते समय मल्टीमीटर का सही तरह से उपयोग करे |
• RTD को टेस्ट करने से पहले उसके कनेक्शन को चेक करे
• यदि RTD का उपयोग High-Temperature जगहों पर हो रहा है, तो उसके लिए सही रेटेड सेंसर का उपयोग करें।
• RTD को field मे हमेशा पहले Connection से Disconnect करें, फिर Multimeter से Resistance चेक करें।

FAQ 

• RTD का Output क्या होता है?
  Ans. Resistance ( Ohm )
• RTD की Temperature Measurement Range क्या होती है?
  Ans. -200 to 850°c
• RTD के Resistance और Temperature के बीच क्या संबंध होता है? OR आरटीडी फार्मूला क्या है?
  Ans. Rt= Ro ( 1 + αt )
• RTD के Sensing elements मे से कौन-सा metal सबसे ज्यादा use किया जाता है?|
  Ans. Platinum
• Pt-100 RTD मे 100 का क्या मतलब होता है?
  Ans. Pt =यह platinum मेंटल की बनी होती है
  100 का मतलब है की 0°c ताप पर 100ओम इसका Resistance होगा l
• RTD किस प्रकार temperature को measure करता है?
  Ans. Electrical Resistance के द्वारा 
• Pt-1000 RTD मे 1000 का क्या मतलब है?
  Ans. Pt= यह platinum मेंटल की बनी होती है
  1000 का मतलब है की 0°c ताप पर 1000ओम इसका resistance होगा ल
• RTD मे temperature का measurement किस principal पर based होता है?
  Ans. Temperature बढ़ने पर RTD का resistance भी बढ़ता है
• RTD का temperature coefficient of resistance क्या है?
  Ans. Alpha
• RTD के लिए 3-wire, configuration किस situation मे use होती है?
  Ans. Long distance wiring
• RTD की sensitivity क्या होती है?
  Ans. Resistance change par degree Celsius
• RTD के लिए 4-wire, configuration किस situation मे use होती है?
  Ans. High accuracy requirements
• Temperature बढ़ने के साथ-साथ RTD का Resistance ?
  Ans. बढ़ता है
• RTD किस प्रकार टेम्परेचर को Measure करता है?
  Ans. Electrical Resistance से 
• आरटीडी का पूरा नाम क्या है? (RTD full form ) Ans. आरटीडी का पूरा नाम Resistance Temperature Detector होता है, जिसे हिंदी में प्रतिरोध तापमान संवेदक कहा जाता है। यह तापमान मापने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक सटीक सेंसर होता है।
• आरटीडी कार्य सिद्धांत क्या है? Ans. RTD (Resistance Temperature Detector) का कार्य सिद्धांत यह है कि तापमान बढ़ने पर धातु की प्रतिरोधकता (Resistance) बढ़ती है। RTD आमतौर पर प्लैटिनम से बना होता है, और इसका प्रतिरोध तापमान के साथ रैखिक रूप से बदलता है। यह प्रतिरोध परिवर्तन एक सटीक तापमान मापन के लिए उपयोग किया जाता है।
• RTD कैसे काम करता है? Ans. RTD सेंसर एक धातु तत्व से बना होता है, जो तापमान परिवर्तन के साथ अपना प्रतिरोध बदलता है। यह प्रतिरोध परिवर्तन एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट द्वारा मापा जाता है और इसे तापमान में परिवर्तित किया जाता है।प्रश्न
• आरटीडी सेंसर कितने प्रकार के होते हैं? Ans. RTD सेंसर के मुख्य रूप से तीन प्रकार होते हैं—1. 2-वायर RTD – यह सबसे साधारण प्रकार है, लेकिन इसमें तारों का प्रतिरोध मापने की सटीकता को प्रभावित कर सकता है।
• 2. 3-वायर RTD – यह औद्योगिक उपयोग में ज्यादा प्रचलित है और तारों के प्रतिरोध के प्रभाव को कम करता है।3.
• 4-वायर RTD – यह सबसे अधिक सटीक होता है क्योंकि यह तारों के प्रतिरोध को पूरी तरह से संतुलित करता है।
• RTD और थर्मोकपल में क्या अंतर है? Ans. RTD: यह सटीकता और स्थिरता में बेहतर होता है, लेकिन यह केवल सीमित तापमान रेंज (लगभग -200°C से 850°C) में काम करता है।थर्मोकपल: यह उच्च तापमान (0°C से 1800°C तक) माप सकता है और प्रतिक्रिया समय तेज होता है, लेकिन इसकी सटीकता RTD से कम होती है
• RTD का उपयोग कहां किया जाता है? Ans.RTD का उपयोग विभिन्न क्षेत्रों में किया जाता है, जैसे—1. औद्योगिक तापमान नियंत्रण (रिफाइनरी, केमिकल प्लांट)2. वैज्ञानिक अनुसंधान और प्रयोगशालाएँ3. फूड प्रोसेसिंग इंडस्ट्री4. पावर प्लांट और बॉयलर सिस्टम