Sıcaklık Ölçüm Sistemleri ve Sensörler

Sıcaklık ölçümü, endüstriyel proseslerin en kritik parametrelerinden biridir. Kimya, enerji, gıda ve ilaç endüstrilerinde proses güvenliği, ürün kalitesi ve enerji verimliliği için sıcaklık ölçüm sistemleri hayati öneme sahiptir.

SIcakLIK ÖLÇÜM PRENSİPLERİ

Sıcaklık, bir sistemin termal enerjisinin göstergesidir. Temel olarak iki ölçüm kategorisi vardır:

• Temaslı Ölçüm: Termokupllar, direnç termometreleri (RTD), termistörler.
• Temassız Ölçüm: Kızılötesi (IR) sensörler, pirometreler.

TEMEL FORMÜLLER VE ÖLÇÜM İLİŞKİLERİ

Stefan-Boltzmann yasası, sıcaklık ve ışıma arasındaki ilişkiyi açıklar:

E = σ · T⁴

Burada E (W/m²) yayılan enerji, σ Stefan-Boltzmann sabiti (5.67 × 10⁻⁸ W/m²K⁴), T ise mutlak sıcaklıktır (K).

Direnç termometrelerinde (RTD) direnç-sıcaklık ilişkisi:

R(T) = R₀ (1 + αΔT)

R(T): Sıcaklığa bağlı direnç, R₀: Referans direnç, α: Sıcaklık katsayısı.

SIcakLIK SENSÖR TÜRLERİ

• Termokupllar: Geniş sıcaklık aralıklarında kullanılır, ucuz ve dayanıklıdır.
• RTD (Resistance Temperature Detectors): Yüksek hassasiyet, kararlılık sağlar.
• Termistörler: Dar aralıkta yüksek hassasiyetli ölçüm.
• Kızılötesi Sensörler: Temassız ölçüm, hareketli ve yüksek sıcaklıklı sistemlerde.
• Pirometreler: Çok yüksek sıcaklıklarda (metalurji, cam sanayi) kullanılır.

ÖLÇÜM DOĞRULUĞUNU ETKİLEYEN FAKTÖRLER

• Sensör yerleşimi ve montaj pozisyonu
• Ölçülen yüzeyin emisyon katsayısı
• Ortam koşulları (toz, buhar, nem)
• Kalibrasyon sıklığı ve doğruluğu

STANDARTLAR VE KALİBRASYON

• IEC 60751: RTD sensörleri için standart.
• IEC 60584: Termokupl standartları.
• ISO 17025: Kalibrasyon laboratuvarlarının akreditasyonu.

UYGULAMA ALANLARI

• Kimya endüstrisinde reaktör sıcaklık kontrolü
• Enerji santrallerinde türbin ve kazan sıcaklıkları
• Gıda endüstrisinde pişirme ve soğutma prosesleri
• İlaç endüstrisinde sterilizasyon prosesleri

SONUÇ

Sıcaklık ölçüm sistemleri, endüstriyel proseslerin güvenliği ve kalitesi için vazgeçilmezdir. Doğru sensör seçimi, kalibrasyon ve bakım ile sıcaklık ölçümleri güvenilir şekilde yapılabilir.