Termometreler: Prensipleri, Türleri ve Endüstriyel Uygulamaları

,

Termometreler, gazların, sıvıların ve katıların sıcaklığını ölçmek için kullanılan en temel ölçüm aletlerinden biridir. Isının ölçülmesi ve anlaşılır birimlerde gösterilmesi basit bir konsept gibi görünse de, termometre teknolojisi yıllar içinde büyük ilerlemeler kaydetmiştir. Geleneksel cam termometrelerden dijital ve kızılötesi termometrelere kadar geniş bir yelpazede kullanılan bu cihazlar, endüstriyel süreçlerden laboratuvarlara, sağlık sektöründen gıda güvenliğine kadar pek çok alanda önemli bir rol üstlenmektedir.

Thermometers

ÇALIŞMA PRENSİPLERİ

Termometreler, sıcaklığa bağlı olarak değişen fiziksel özellikleri ölçerek çalışır. Başlıca prensipler şunlardır:

  • Isıl Genleşme: Cıva veya alkol gibi sıvılar ısındıkça genleşir, soğudukça büzülür ve bir skala üzerinde hareket eder.
  • Elektriksel Direnç: Metaller veya yarı iletkenler sıcaklık değişimine bağlı olarak direnç değiştirir. Bu prensip, RTD ve termistörlerde kullanılır.
  • Kızılötesi Radyasyon: Kızılötesi termometreler, yüzeylerden yayılan ısıl radyasyonu algılayarak temassız ölçüm yapar.
  • Basınç Değişimleri: Gazlı veya bimetalik termometreler, genleşen gaz ya da metallerin basınç değişimlerini kullanır.

TERMOMETRE TÜRLERİ

  1. Sıvılı Cam Termometreler: Cıva veya alkol içeren kapalı tüplerden oluşur. Doğru ölçüm sağlarlar ancak cıvalı modeller toksisite sebebiyle günümüzde kısıtlı kullanılmaktadır.
  2. Bimetalik Termometreler: Farklı genleşme katsayılarına sahip iki metalin birleşmesiyle oluşur. Sıcaklık değişimiyle bükülürler. HVAC sistemlerinde yaygındır.
  3. Direnç Termometreleri (RTD): Platin esaslıdır, yüksek hassasiyet ve kararlılık sunar. Endüstriyel otomasyonda tercih edilir.
  4. Termokupllar: İki farklı metalin birleşiminden doğan gerilim değişimini ölçer. Yüksek sıcaklık ölçümlerinde idealdir.
  5. Kızılötesi Termometreler: Hareketli nesneler, tehlikeli yüzeyler veya steril ortamlarda temassız ölçüm sağlar.
  6. Dijital Termometreler: Elektronik ekranlıdır, kolay okunur ve veri kayıt sistemleriyle entegre edilebilir.

ENDÜSTRİYEL UYGULAMALAR

Termometreler, endüstride verimliliği, güvenliği ve ürün kalitesini sağlamak açısından kritik öneme sahiptir:

  • Kimya ve Petrokimya Tesisleri: Reaksiyon sıcaklıklarının izlenmesi, basınçlı kaplarda güvenlik sağlanması.
  • Gıda ve İçecek Endüstrisi: Üretim ve depolama süreçlerinde hijyen standartlarının korunması.
  • İlaç Üretimi: Hassas üretim süreçlerinde sıcaklığın kontrolüyle ürün etkinliğinin korunması.
  • Enerji Santralleri: Kazan, türbin ve egzoz gazı sıcaklıklarının ölçülmesiyle enerji üretiminin optimize edilmesi.
  • HVAC Sistemleri: Binalarda iklimlendirme ve enerji tasarrufu sağlanması.

SEÇİM KRİTERLERİ

Endüstriyel veya ticari kullanım için termometre seçerken şu faktörler dikkate alınmalıdır:

  • Ölçüm aralığı ve hassasiyet gereksinimleri
  • Tepki süresi ve kararlılık
  • Temaslı veya temassız ölçüm ihtiyacı
  • Çevresel koşullar (nem, basınç, titreşim)
  • Kontrol ve otomasyon sistemleriyle entegrasyon

MODERN TERMOMETRELERİN AVANTAJLARI

  • Yüksek hassasiyet ve tekrarlanabilirlik
  • Dijital bağlantı (IoT ve akıllı fabrika uyumluluğu)
  • Cıvalı cihazlara güvenli alternatifler
  • Aşırı sıcaklıkları düşük hata payıyla ölçebilme

SONUÇ

Termometreler basit görünümlerine rağmen proses kontrolü, güvenlik ve kalite güvencesi için vazgeçilmez cihazlardır. Geleneksel cıvalı termometrelerden modern dijital ve kızılötesi sistemlere uzanan evrim, teknolojinin gelişimini ve hassasiyet ihtiyacını yansıtmaktadır. Endüstriyel ortamlarda doğru termometre seçimi, güvenilir operasyon, minimum duruş süresi ve tutarlı ürün kalitesi sağlar.

Sıcaklık Anahtarları (Temperature Swıtches)

,

Sıcaklık anahtarları, endüstriyel süreçlerde belirlenen sıcaklık değerlerine ulaşıldığında devreyi açan veya kapatan kontrol cihazlarıdır. Genellikle bir emniyet önlemi, alarm sistemi veya otomatik kontrol mekanizmasının parçası olarak kullanılırlar. Dayanıklılıkları, güvenilirlikleri ve basit tasarımları sayesinde birçok farklı sektörde yaygın şekilde tercih edilmektedirler.

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Sıcaklık anahtarları genellikle bimetalik elemanlar, genleşme prensipleri veya yarı iletken sensörler üzerinden çalışır. Ölçülen sıcaklık belirlenen eşik değere ulaştığında, anahtar kontağı mekanik veya elektronik olarak tetiklenir. Bu sayede, örneğin bir motoru durdurabilir, fanı devreye sokabilir veya alarm sistemini aktif hale getirebilir.

SICAKLIK ANAHTARI TÜRLERİ

  • Mekanik Sıcaklık Anahtarları: Bimetalik şerit veya sıvı genleşmesi esaslıdır. Basit yapıları sayesinde düşük maliyetlidirler ve güvenilir sonuç verirler.
  • Elektronik Sıcaklık Anahtarları: Yarı iletken sensörler kullanarak daha hassas ölçüm yaparlar. Dijital kontrol sistemlerine kolayca entegre edilebilirler.
  • Ayarlanabilir Sıcaklık Anahtarları: Kullanıcı tarafından sıcaklık eşik değeri belirlenebilir. Esnek kullanım sağlar ve farklı proseslerde tercih edilir.
  • Sabit Ayarlı Sıcaklık Anahtarları: Önceden tanımlı eşik değerine sahiptir. Özellikle emniyet amaçlı kritik sistemlerde kullanılır.

UYGULAMA ALANLARI

  • HVAC sistemlerinde sıcaklık kontrolü
  • Elektrik motorlarının aşırı ısınmasını önleme
  • Endüstriyel fırınlarda güvenlik kontrolü
  • Soğutma sistemlerinde otomatik açma/kapama
  • Otomotiv sektöründe motor sıcaklık kontrolü

SEÇİM KRİTERLERİ

  • Çalışma sıcaklık aralığı
  • Hassasiyet ve tekrarlanabilirlik
  • Kontak türü (NO, NC veya değiştirilebilir)
  • Mekanik dayanıklılık ve çevresel koşullara uygunluk
  • Elektriksel yük kapasitesi

SONUÇ

Sıcaklık anahtarları, proses güvenliği ve verimliliği açısından kritik öneme sahiptir. Doğru anahtar seçimi, sistemlerin aşırı ısınma riskine karşı korunmasını sağlar, aynı zamanda bakım maliyetlerini azaltır. Günümüzde elektronik ve akıllı versiyonları sayesinde daha hassas, güvenilir ve entegrasyona uygun çözümler sunmaktadır.

Sıcaklık ve Nem Transmitterleri

,

Sıcaklık ve nem transmitterleri, endüstriyel tesislerden akıllı binalara kadar geniş bir uygulama yelpazesinde, çevresel koşulların doğru ve güvenilir şekilde ölçülmesini sağlayan temel sensör cihazlarıdır. Bu cihazlar, sıcaklık ve nem değerlerini ölçüp elektriksel sinyallere dönüştürerek otomasyon sistemlerine aktarır.

Temperature Transmitters

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Sıcaklık transmitterleri genellikle termistör, RTD (direnç termometresi) veya termokupl gibi algılama elemanlarına dayanır. Nem transmitterleri ise kapasitif, direnç tabanlı veya kızılötesi algılama prensiplerini kullanır. Her iki parametrenin ölçümü, analog veya dijital çıkış sinyalleri (örneğin 4-20 mA, Modbus, BACnet) ile kontrol sistemlerine iletilir.

AVANTAJLAR

  • Çift parametre ölçümü: Hem sıcaklık hem nemin aynı cihazla ölçülmesi.
  • Enerji verimliliği: İklimlendirme (HVAC) sistemlerinde enerji optimizasyonu sağlar.
  • Doğruluk ve güvenilirlik: Kalibrasyonlu sensörler sayesinde hassas ölçüm.
  • Dijital iletişim: IoT ve bina otomasyonu entegrasyonuna uygun.
  • Kolay bakım: Çıkarılabilir sensör probu ve otomatik kalibrasyon seçenekleri.

UYGULAMA ALANLARI

  • HVAC sistemleri: Klima, havalandırma ve ısıtma sistemlerinde konfor ve enerji yönetimi.
  • Gıda endüstrisi: Depolama ve üretim alanlarında sıcaklık ve nem kontrolü.
  • İlaç üretimi: GMP (Good Manufacturing Practices) standartlarına uygun çevre koşulları izleme.
  • Tarım ve seracılık: Bitki büyümesi için uygun iklim koşullarının sağlanması.
  • Veri merkezleri: Elektronik cihazların güvenliği için sıcaklık ve nem dengesinin korunması.

SONUÇ

Sıcaklık ve nem transmitterleri, modern otomasyon ve enerji yönetimi stratejilerinin ayrılmaz bir parçasıdır. Doğru seçim, düzenli bakım ve uygun kalibrasyon ile bu cihazlar, proses güvenilirliğini artırır, enerji tasarrufu sağlar ve kullanıcıya uzun vadeli operasyonel avantaj sunar.

Sıcaklık Transmitterleri (Temperature Transmıtters)

,

Sıcaklık, endüstriyel süreçlerde en kritik değişkenlerden biridir. Sıcaklığın doğru şekilde izlenmesi ve kontrol edilmesi; ürün kalitesi, enerji verimliliği ve tesis güvenliği üzerinde doğrudan etkilidir. Direnç termometreleri (RTD) ve termokupllar sıcaklığı ölçen temel sensörlerdir ancak bu sensörlerden gelen sinyallerin güvenilir şekilde işlenip kontrol sistemlerine aktarılması gerekir. Bu noktada sıcaklık transmitterleri devreye girer.

Temperature Transmitters

SICAKLIK TRANSMİTTERLERİNİN TANIMI

Sıcaklık transmitterleri, sensörlerden gelen düşük seviyeli ve gürültüye açık sinyalleri alarak standart, güçlü ve uzun mesafeye iletilebilir çıktılara (örneğin 4–20 mA, HART, Profibus veya Foundation Fieldbus) dönüştürür.

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Sıcaklık transmitterinin temel işlevi şu şekilde özetlenebilir:

T → Sensör (RTD/Termokupl) → mV / Ω → Transmitter → 4–20 mA / Dijital

  • RTD’ler sıcaklığa bağlı olarak direnç değişimi üretir.
  • Termokupllar sıcaklık farkına bağlı küçük gerilimler oluşturur.
  • Transmitter, bu sinyalleri yükseltir, doğrusal hale getirir ve standart çıkış formatına dönüştürür.

Bu sayede sinyal bozulmaları, elektromanyetik parazit ve hat direnci kaynaklı ölçüm hataları önlenir.

TRANSMİTTER TÜRLERİ

  • Kafa tipi (head-mounted) transmitterler: Sensör bağlantı kafasına monte edilir, kompakt tasarımlıdır.
  • DIN-ray montajlı transmitterler: Kontrol panolarına monte edilir, otomasyon sistemleriyle kolayca entegre olur.
  • Saha tipi (field-mounted) transmitterler: Zorlu ortam koşullarına uygun, dayanıklı ve hava şartlarına karşı korumalıdır.

AVANTAJLARI

  • Zayıf sensör sinyallerini güçlü ve standart sinyallere dönüştürür.
  • Uzun mesafelerde bile doğru ölçüm iletimini sağlar.
  • Endüstriyel ortamlarda elektromanyetik gürültüye dayanıklıdır.
  • HART, Profibus, Foundation Fieldbus gibi dijital protokolleri destekleyerek uzaktan konfigürasyon ve teşhis imkânı sunar.
  • İzolasyon özellikleri sayesinde kontrol sistemlerini elektriksel arızalardan korur.

KULLANIM ALANLARI

  • Enerji santralleri: Türbin, kazan ve buhar hatlarının izlenmesi.
  • Kimya ve petrokimya tesisleri: Reaksiyon sıcaklıklarının kontrolü.
  • Gıda ve içecek endüstrisi: Sterilizasyon, fermantasyon ve pastörizasyon süreçleri.
  • Petrol ve gaz boru hatları: Zorlu koşullarda güvenilir sıcaklık ölçümü.
  • HVAC sistemleri: İklimlendirme ve enerji yönetimi.

SEÇİM KRİTERLERİ

  • Sensör uyumluluğu: RTD, termokupl veya evrensel giriş.
  • Çıkış formatı: Analog (4–20 mA) veya dijital protokoller (HART, Profibus, Modbus).
  • Doğruluk ve kararlılık: Hassas süreçler için ±0.1 °C veya daha iyi doğruluk.
  • Çevresel koruma: Toz, su veya patlayıcı ortamlara karşı IP65–IP68 koruma sınıfları.
  • Tepki süresi: Hızlı değişen proseslerde kritik öneme sahiptir.
  • Kalibrasyon: Fabrika kalibrasyonu, saha ayarı veya uzaktan kalibrasyon desteği.

BAKIM VE KALİBRASYON

  • Sensör-transmitter eşleştirmesi doğru yapılmalıdır (örneğin Pt100).
  • Döngü testleri ile 4–20 mA sinyalleri kontrol edilmelidir.
  • Taşınabilir kalibratörlerle saha kalibrasyonu yapılabilir.
  • Akıllı transmitterlerde bulunan kendi kendine teşhis özellikleriyle önleyici bakım uygulanabilir.

SONUÇ

Sıcaklık transmitterleri, modern endüstride sensörler ile kontrol sistemleri arasındaki köprüdür. Güvenilir, doğru ve gürültüye dayanıklı ölçümler sağlayarak ürün kalitesini artırır, enerji kullanımını optimize eder ve tesis güvenliğini yükselti

Direnç Termometreleri (RTD’ler)

,

Direnç termometreleri (Resistance Temperature Detectors – RTD’ler), sıcaklık ölçümünde en güvenilir ve hassas yöntemlerden biridir. Elektriksel direnç ile sıcaklık arasındaki doğrusal ilişki prensibine dayanarak çalışan RTD’ler, özellikle endüstriyel süreçlerde doğruluk, tekrarlanabilirlik ve uzun ömürleri sayesinde yaygın olarak tercih edilmektedir.

Resistance Thermometers (RTDs)

ÇALIŞMA PRENSİBİ

RTD’lerin temel prensibi, iletken bir malzemenin sıcaklığa bağlı olarak elektriksel direncinin değişmesidir. Bu ilişki yaklaşık olarak şu formül ile ifade edilir:

R(T) = R₀ [1 + α (T – T₀)]

Burada:

  • R(T): T sıcaklığındaki direnç (Ω)
  • R₀: Referans sıcaklıkta (genellikle 0 °C) direnç (Ω)
  • α: Sıcaklık katsayısı (1/°C)
  • T: Ölçülen sıcaklık (°C)
  • T₀: Referans sıcaklık (°C)

KULLANILAN MALZEMELER

  • Platin (Pt): En yaygın kullanılan malzeme. Geniş sıcaklık aralığında kararlıdır. Örneğin Pt100 (0 °C’de 100 Ω) ve Pt1000 (0 °C’de 1000 Ω) tipleri yaygındır.
  • Nikel (Ni): Daha ucuzdur fakat sınırlı sıcaklık aralığına sahiptir.
  • Bakır (Cu): Lineer davranış gösterir, ancak oksidasyona karşı zayıftır.

YAPISAL TASARIMLAR

  • Tel sarımlı RTD
  • İnce film RTD
  • Endüstriyel prob tipi RTD

ÖLÇÜM DOĞRULUĞU VE HASSASİYET

RTD’lerin doğruluk sınıfları IEC 60751 standardı ile belirlenir:

  • Class A: ±(0.15 + 0.002 × |T|)
  • Class B: ±(0.30 + 0.005 × |T|)

RTD VE TERMOKUPL KARŞILAŞTIRMASI

Özellik RTD Termokupl
Doğruluk Yüksek Orta
Çalışma Aralığı -200 °C – 600 °C -200 °C – 1800 °C
Maliyet Daha pahalı Daha ucuz
Tepki Süresi Yavaş Hızlı

KULLANIM ALANLARI

  • Kimya ve petrokimya tesisleri
  • Enerji santralleri
  • Gıda endüstrisi
  • HVAC sistemleri
  • Laboratuvarlar

BAKIM VE KALİBRASYON

RTD’ler uzun ömürlüdür ancak düzenli kontrol ve kalibrasyon şarttır.

SONUÇ

Direnç termometreleri (RTD’ler), endüstriyel sıcaklık ölçümünde yüksek doğruluk, uzun ömür ve güvenilirlik sağlayan cihazlardır.

Seviye Göstergeleri ve Kontrol Cihazları

,

Endüstriyel süreçlerde sıvı seviyesinin doğru şekilde ölçülmesi ve kontrol edilmesi, güvenlik, verimlilik ve kalite açısından kritik öneme sahiptir. Bu amaçla kullanılan en temel ekipmanlardan biri seviye göstergeleri (level gauges) ve seviye kontrol cihazlarıdır (level controllers). Bu cihazlar, tanklar, basınçlı kaplar, boru hatları ve çeşitli proses ekipmanlarında sıvı seviyesini hem görsel hem de otomatik olarak izleme ve kontrol etme imkanı sağlar.

Level Gauges & Controllers

SEVİYE GÖSTERGELERİ (LEVEL GAUGES)

Seviye göstergeleri, operatörlere tank veya kap içerisindeki sıvının seviyesini doğrudan gözlemleme imkanı veren cihazlardır. Çeşitli tipleri mevcuttur:

  • Şamandıralı göstergeler: Sıvı yüzeyinde yüzen bir şamandıra ile çalışır. Şamandıra yükseldikçe veya alçaldıkça gösterge seviyeyi yansıtır.
  • Manyetik göstergeler: Manyetik şamandıra ve göstergeden oluşur. Özellikle yüksek basınçlı ve tehlikeli sıvılarda tercih edilir.
  • Cam tüplü göstergeler: Basit ve düşük maliyetli bir yöntem olup şeffaf borular aracılığıyla sıvı seviyesi gözlemlenir.

SEVİYE KONTROL CİHAZLARI (LEVEL CONTROLLERS)

Bu cihazlar yalnızca seviye ölçümü yapmakla kalmaz, aynı zamanda belirlenen seviyelere göre otomatik kontrol sağlar. Örneğin, tankın fazla dolmasını engellemek için pompayı kapatabilir veya boş bir tankın dolumunu başlatabilir. Başlıca tipleri:

  • Elektronik kontrol cihazları: Sensörlerden gelen sinyalleri değerlendirerek röleler, pompalar veya vanalar aracılığıyla sistemi kontrol eder.
  • Pnömatik kontrol cihazları: Basınç ve hava sinyalleri ile çalışan kontrol sistemleri için uygundur.
  • Akıllı kontrol cihazları: Dijital haberleşme protokolleri (HART, Profibus vb.) ile çalışarak SCADA ve DCS sistemlerine entegre olabilir.

UYGULAMA ALANLARI

Seviye göstergeleri ve kontrol cihazları; kimya, petrokimya, gıda, enerji, su arıtma, ilaç ve denizcilik sektörlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle büyük depolama tanklarında taşma ve kuruma riskini önlemek için kritik öneme sahiptir.

SEÇİM KRİTERLERİ

  • Sıvının kimyasal özellikleri (asit, baz, solvent vb.)
  • Basınç ve sıcaklık koşulları
  • Ölçüm hassasiyeti ihtiyacı
  • Prosesin otomasyon seviyesi
  • Güvenlik standartları ve sertifikasyon gereksinimleri

SONUÇ

Sonuç olarak, seviye göstergeleri ve kontrol cihazları endüstriyel proseslerin güvenli ve verimli şekilde yönetilmesinde kritik rol oynar. Doğru seçim ve düzenli bakım ile bu cihazlar, tesislerin operasyonel güvenilirliğini artırır ve maliyetleri düşürür.

Seviye Anahtarları (Level Swıtches)

,

Endüstriyel tesislerde tankların, siloların veya boru hatlarının doluluk seviyesinin kontrolü, proses güvenliği ve verimliliği için kritik öneme sahiptir. Özellikle sıvıların taşmasını, pompaların kuru çalışmasını veya kimyasal maddelerin kritik seviyelere düşmesini önlemek için seviye anahtarları yaygın şekilde kullanılır. Seviye anahtarları, noktasal seviye ölçümü yaparak belirlenen seviyelerde alarm veya kontrol sinyali üretir.

Level Measurement Systems and Sensors

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Seviye anahtarları, bir tank ya da hattaki sıvı veya katı seviyesini önceden belirlenmiş bir noktada algılar ve aç/kapa (on/off) sinyali üretir. Bu sayede, seviyenin kritik bir eşiği geçmesi durumunda pompa, vana veya alarm sistemleri otomatik olarak devreye girer. Çeşitli fiziksel prensiplere göre çalışan farklı tipleri vardır:

  • Şamandıralı seviye anahtarları
  • Kapasitif seviye anahtarları
  • Ultrasonik seviye anahtarları
  • Termal seviye anahtarları
  • Tuning fork (titreşimli çatal) seviye anahtarları

SEVİYE ANAHTARI TÜRLERİ

  • Şamandıralı Tip
  • Manyetik Tip
  • Kapasitif Tip
  • Ultrasonik Tip
  • Tuning Fork Tipi
  • Termal Tip

KULLANIM ALANLARI

  • Su ve atık su arıtma tesisleri
  • Gıda ve içecek sektörü
  • Kimya ve petrokimya tesisleri
  • Enerji ve kazan sistemleri
  • Depolama siloları

AVANTAJLAR

  • Basit ve güvenilir çalışma
  • Geniş uygulama yelpazesi
  • Kritik durumların önlenmesi
  • Düşük bakım ihtiyacı

SINIRLAMALAR

  • Yalnızca noktasal ölçüm sağlar
  • Köpük veya tortudan etkilenebilir
  • Yüksek sıcaklık/basınç için özel tasarım gerekebilir

TEKNİK SEÇİM KRİTERLERİ

  • Ortamın fiziksel özellikleri
  • Sıcaklık ve basınç
  • Hijyen gereksinimleri
  • Patlayıcı ortam uygunluğu
  • Montaj şekli

MÜHENDİSLİK NOTU VE ÖRNEK

Bir tankta kritik yüksek seviye H = 2.5 m olarak belirlenmiş olsun. Şamandıralı seviye anahtarı bu noktada devreye girdiğinde:

  • Pompa kapanır
  • Sesli/ışıklı alarm çalışır
  • Taşma riski önlenir

UYGULAMAYA GÖRE SEVİYE ANAHTARI SEÇİMİ

Uygulama Alanı Önerilen Tip Avantajı
Su depoları Şamandıralı Ekonomik ve basit kullanım
Kimyasal tanklar Kapasitif / Ultrasonik Korozyona dayanım, temassız ölçüm
Buhar kazanı Termal Güvenilir düşük seviye algılama
Tozlu silolar Tuning fork Tozdan etkilenmeyen ölçüm
Gıda proses tankları Hijyenik kapasitif Hijyen standartlı

SONUÇ

Seviye anahtarları, proses güvenliği ve verimliliği artıran kritik enstrümantasyon elemanlarıdır. Noktasal kontrol mantığı ile sıvıların ve katıların belirlenen seviyelerde tutulmasını sağlar. Doğru seçildiklerinde uzun yıllar güvenilir hizmet sunarlar.

Kapasitif Seviye Transmitterleri

,

Endüstriyel tesislerde sıvıların, katıların ve yarı akışkanların doğru seviye ölçümü; proses güvenliği, kalite kontrol ve operasyonel süreklilik için kritik öneme sahiptir. Bu amaçla kullanılan çeşitli teknolojiler arasında kapasitif seviye transmitterleri, yüksek hassasiyetleri, sağlam tasarımları ve geniş uygulama alanları ile öne çıkar. Gıda, kimya, petrokimya, çimento, ilaç ve enerji gibi sektörlerde yaygın olarak tercih edilmektedir.

Capacitive Level Transmitters

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Kapasitif seviye transmitterleri, kapasitans değişimi prensibine dayanır. Temel formül şu şekildedir:

C = ε · A / d

Burada:
C: Kapasitans (Farad)
ε: Ortamın dielektrik sabiti
A: Elektrot yüzey alanı
d: Elektrotlar arası mesafe

Tanka daldırılan bir prob (elektrot), tank duvarı ile birlikte bir kondansatör oluşturur. Tank doldukça ortamın dielektrik sabiti değişir. Örneğin:

  • Hava → düşük dielektrik (ε ≈ 1)
  • Su → yüksek dielektrik (ε ≈ 80)

Seviye yükseldikçe kapasitans değeri artar ve transmitter bu değişimi seviye ölçümüne dönüştürür.

ÖRNEK HESAPLAMA

2 m uzunluğunda prob, 50 cm² elektrot alanı ve 5 mm elektrot mesafesi için hesap yapıldığında:

Chava ≈ 8.85 pF
Csu ≈ 708 pF

Bu büyük fark, yüksek doğrulukta seviye ölçümünü mümkün kılar.

UYGULAMA ALANLARI

  • Sıvılar: su, asitler, çözücüler, yağlar, boyalar
  • Katılar: un, şeker, çimento, plastik granül, kömür tozu
  • Özel ortamlar: köpüklü sıvılar, yapışkan maddeler, yüksek basınçlı veya yüksek sıcaklıklı tanklar

AVANTAJLAR

  • Geniş kullanım alanı (sıvılar ve katılar)
  • Basınç ve sıcaklık değişimlerine dayanıklı
  • Yüksek doğruluk ve tekrarlanabilirlik
  • Korozyona dayanıklı kaplamalar ile agresif kimyasallara uyum
  • Kolay kalibrasyon

DEZAVANTAJLAR

  • Ölçüm doğruluğu dielektrik sabite bağlıdır
  • Yapışkan malzeme birikmesi hatalara neden olabilir
  • Metal tanklarda hatalı topraklama yanlış ölçüm doğurabilir

TEKNİK SEÇİM KRİTERLERİ

  1. Dielektrik sabiti: ε < 2 olan malzemeler için yüksek hassasiyetli modeller gerekir.
  2. Sıcaklık ve basınç: proses koşulları ile uyumlu olmalıdır.
  3. Tank yapısı: plastik, metal veya beton tanklara uygun farklı prob tasarımları seçilmelidir.
  4. Patlayıcı ortamlar: ATEX veya IECEx sertifikalı modeller kullanılmalıdır.

KALİBRASYON VE BAKIM NOTLARI

  • Tank boşken ve doluyken kalibrasyon yapılmalıdır.
  • Problar düzenli olarak toz veya birikintilerden temizlenmelidir.
  • Hasar gören izolasyon (Teflon, seramik) yenilenmelidir.
  • Doğru topraklama sağlanmalıdır.

MÜHENDİSLİK NOTLARI

  • Doğruluk: ±0.5% FS
  • Çıkış sinyalleri: 4–20 mA, HART, Profibus, Modbus
  • Ölçüm aralığı: 0.2 m – 20 m
  • Proses bağlantıları: flanşlı, dişli veya kelepçeli

UYGULAMALARA GÖRE ÖNERİLEN TASARIMLAR

Uygulama Dielektrik Sabiti Önerilen Tasarım Notlar
Su tankı ≈ 80 Standart prob Yüksek doğruluk
Yağ tankı 2 – 5 İzolasyonlu prob Düşük ε nedeniyle kalibrasyon gerekir
Çimento silosu 3 – 7 Çubuk/halat probu Düzenli temizlik gerekir
Asit tankı 50 – 70 PTFE kaplı prob Yüksek korozyon direnci

SONUÇ

Kapasitif seviye transmitterleri, güvenilir, ekonomik ve hassas ölçüm çözümleri sunar. Dielektrik esaslı prensibi sayesinde hem sıvılarda hem de katılarda etkin şekilde kullanılabilir. Doğru seçim, kalibrasyon ve bakım ile uzun ömürlü ve doğru ölçümler sağlarlar.

 

Radar Seviye Transmitterleri ve Endüstriyel Uygulamaları

,

Radar seviye transmitterleri, sıvı ve katı malzemelerin seviyesini ölçmek için elektromanyetik dalgaları kullanan temassız ölçüm cihazlarıdır. Ultrasonik ve hidrostatik ölçüm yöntemlerine kıyasla daha yüksek doğruluk sağlar ve özellikle zorlu proses koşullarında güvenilir performans sunar.

Radar Level Transmitters

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Radar seviye transmitterleri, mikrodalga sinyalleri gönderir ve yüzeyden yansıyan sinyalin geri dönüş süresini ölçer.

Formül: d = (c × t) / 2

Burada:
d: mesafe (m)
c: ışık hızı (3 × 10⁸ m/s)
t: gidiş-dönüş süresi (s)

Sonuç olarak tank yüksekliği ile bu mesafenin farkı, malzeme seviyesini verir. 24 GHz ve 80 GHz radar teknolojileri, yüksek çözünürlük ve dar sinyal açısı avantajı sağlar.

RADAR TÜRLERİ

  • Temaslı (Guided Wave Radar – GWR): Prob veya kablo boyunca ilerleyen sinyal ile ölçüm yapar. Köpük, buhar ve yoğun tozlu ortamlarda güvenilir sonuç verir.
  • Temassız (Non-Contact Radar): Anten üzerinden sinyal gönderilir. Yüksek basınç, sıcaklık ve agresif kimyasal ortamlarda tercih edilir.

YAPISAL ÖZELLİKLER

  • Gövde malzemeleri: paslanmaz çelik, PTFE kaplama
  • Çıkış sinyalleri: 4-20 mA, HART, Modbus, Profibus
  • Koruma sınıfı: IP67 – IP68
  • ATEX ve IECEx sertifikalı modeller
  • ±2 mm’ye kadar yüksek ölçüm doğruluğu

AVANTAJLAR VE SINIRLAMALAR

Avantajlar:

  • Köpük, buhar ve tozdan minimum etkilenme
  • Yüksek doğruluk ve güvenilirlik
  • Uzun menzilli ölçüm (70 m’ye kadar)
  • Zorlu proses koşullarında dayanıklılık

Sınırlamalar:

  • Montaj açısı ve anten hizası kritik öneme sahiptir
  • Anten yüzeyinde biriken malzemeler ölçümü etkileyebilir
  • Ultrasonik yöntemlere göre daha yüksek maliyetlidir

SEÇİM KRİTERLERİ

  • Tank yüksekliği ve geometrisi
  • Ölçülecek sıvı veya katının fiziksel özellikleri
  • Proses koşulları (sıcaklık, basınç, yoğun buhar veya toz)
  • Haberleşme protokolleri
  • İstenen doğruluk seviyesi

UYGULAMA ALANLARI

  • Kimya ve petrokimya endüstrisi
  • Petrol ve gaz depolama tankları
  • Enerji santralleri
  • Gıda ve içecek üretimi (hijyenik tasarım modeller)
  • Su ve atık su arıtma tesisleri

STANDARTLAR

  • IEC 61326 (elektromanyetik uyumluluk)
  • ATEX & IECEx (patlayıcı ortamlar için)
  • EHEDG (hijyenik tasarım – gıda sektörü)

SONUÇ

Radar seviye transmitterleri, temassız ölçüm avantajı, yüksek doğruluk ve dayanıklılığı ile modern endüstride en çok tercih edilen seviye ölçüm cihazlarından biridir.

Hidrostatik Seviye Transmitterleri ve Endüstriyel Uygulamaları

, ,

Hidrostatik seviye transmitterleri, sıvı tanklarının içindeki sıvı yüksekliğini basınç ölçümü yoluyla belirleyen cihazlardır. Sıvının yüksekliği arttıkça tank tabanındaki hidrostatik basınç da artar ve bu basınç transmitter tarafından ölçülerek elektriksel sinyale dönüştürülür. Su, kimyasal çözeltiler ve gıda ürünleri gibi farklı sıvıların seviyesini ölçmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Hydrostatic Level Transmitters

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Temel prensip, sıvı kolonunun oluşturduğu hidrostatik basınca dayanır.

Formül: P = ρ × g × h

Burada:
P: hidrostatik basınç (Pa)
ρ: sıvı yoğunluğu (kg/m³)
g: yerçekimi ivmesi (9,81 m/s²)
h: sıvı yüksekliği (m)

Tank tabanındaki transmitter bu basıncı ölçer, elektronik olarak işler ve seviye bilgisine dönüştürür.

YAPISAL ÖZELLİKLER

  • Basınç algılama elemanları: piezo-rezistif veya kapasitif diyafram
  • Gövde malzemeleri: paslanmaz çelik, titanyum, PVDF
  • Çıkış sinyalleri: 4-20 mA, HART, Modbus
  • IP67–IP68 su geçirmezlik sınıfı
  • Sıcaklık kompanzasyonu ile yoğunluk değişimlerine uyum

AVANTAJLAR VE SINIRLAMALAR

Avantajlar:

  • Yüksek doğruluk oranı (±0,1%)
  • Köpük, buhar ve tozdan etkilenmez
  • Derin tanklarda güvenilir performans
  • Sürekli ölçüm sağlar

Sınırlamalar:

  • Sıvı yoğunluğu değişirse ölçüm hataları olabilir
  • Katı malzemelerde kullanılamaz
  • Diyafram tıkanması riski vardır
  • Düzenli kalibrasyon gerektirir

SEÇİM KRİTERLERİ

  • Sıvının türü ve yoğunluğu
  • Tank yüksekliği ve basınç aralığı
  • Montaj şekli (dalma tipi, flanşlı, dişli bağlantı)
  • Ortam koşulları (sıcaklık, kimyasal dayanım)
  • Haberleşme protokolleri ve entegrasyon

UYGULAMA ALANLARI

  • Su ve atık su arıtma tesisleri
  • Kimya ve petrokimya endüstrisi
  • Gıda ve içecek üretimi
  • Enerji santralleri (soğutma suyu depoları)
  • Tarım ve sulama sistemleri

STANDARTLAR

  • IEC 61298 (basınç cihazları)
  • ATEX & IECEx (patlayıcı ortamlar için)
  • EHEDG (hijyenik tasarım – gıda sektörü)

SONUÇ

Hidrostatik seviye transmitterleri, doğruluğu ve güvenilirliği sayesinde endüstride en çok tercih edilen seviye ölçüm cihazlarından biridir. Uygun seçim ve düzenli bakım ile uzun süre sorunsuz çalışarak proses güvenilirliğini artırır.