Yazılar

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.

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.

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.

 

Akış Gözetleyicileri (Flow Indıcators) ve Endüstriyel Uygulamaları

,

Akış gözetleyiciler, boru hatlarında sıvı veya gaz akışının görsel olarak izlenmesini sağlayan cihazlardır. Debimetrelerden farklı olarak akış miktarını ölçmek yerine akışın varlığını, yönünü ve bazen kalitesini doğrularlar. Basit ama kritik görevleri sayesinde proses güvenliği, bakım kolaylığı ve arıza tespitinde önemli rol oynarlar.

<p style="text-align: justify;">Akış gözetleyiciler, boru hatlarında sıvı veya gaz akışının görsel olarak izlenmesini sağlayan cihazlardır. Debimetrelerden farklı olarak akış miktarını ölçmek yerine akışın varlığını, yönünü ve bazen kalitesini doğrularlar. Basit ama kritik görevleri sayesinde proses güvenliği, bakım kolaylığı ve arıza tespitinde önemli rol oynarlar.</p> <img class="aligncenter size-full wp-image-6915" src="https://convalve.com.tr/wp-content/uploads/2025/09/Akis-Gozetleyicileri-Flow-Indicators-ve-Endustriyel-Uygulamalari.webp" alt="Akış Gözetleyicileri (Flow Indicators) ve Endüstriyel Uygulamaları" width="1200" height="430" /> <blockquote><strong>ÇALIŞMA PRENSİBİ VE TÜRLERİ</strong></blockquote> <ul style="text-align: justify;"> <li><strong>Görsel Gözetleyiciler (Sight Glass):</strong> Boru hattına monte edilen cam veya şeffaf tüpler ile akış gözlemlenir.</li> <li><strong>Kanatçıklı Gözetleyiciler:</strong> Akışın etkisiyle dönen kanatçıklar, akışın varlığını gösterir.</li> <li><strong>Dişli/Pervaneli Gözetleyiciler:</strong> Döner parçaların hareketiyle akış gözlemlenir.</li> <li><strong>Baloncuk Tipi:</strong> Özellikle gaz akışında baloncuk hareketleri ile gözlem yapılır.</li> </ul> <blockquote><strong>TEKNİK ÖZELLİKLER VE SEÇİM KRİTERLERİ</strong></blockquote> <ul style="text-align: justify;"> <li>Malzeme seçimi: Borosilikat cam, paslanmaz çelik, teflon</li> <li>Basınç ve sıcaklık dayanımı</li> <li>Bağlantı tipleri: flanşlı, dişli, kaynaklı</li> <li>Opsiyonel: Aydınlatmalı veya çift taraflı modeller</li> </ul> <blockquote><strong>AVANTAJLAR VE SINIRLAMALAR</strong></blockquote> <p style="text-align: justify;"><strong>Avantajlar:</strong></p> <ul style="text-align: justify;"> <li>Basit tasarım, düşük maliyet</li> <li>Hızlı görsel kontrol</li> <li>Bakım kolaylığı</li> </ul> <p style="text-align: justify;"><strong>Sınırlamalar:</strong></p> <ul style="text-align: justify;"> <li>Hassas debi ölçümü sağlamaz</li> <li>Yüksek basınçlı ve toksik akışkanlarda sınırlı kullanım</li> <li>Görüş alanı zamanla kirlenebilir, düzenli bakım gerekir</li> </ul> <blockquote><strong>UYGULAMA ALANLARI</strong></blockquote> <ul style="text-align: justify;"> <li>Su ve atık su arıtma tesislerinde pompaların çıkış kontrolü</li> <li>Kimya ve petrokimya proseslerinde akış doğrulaması</li> <li>Gıda ve ilaç endüstrisinde hijyenik proses hatlarında akış varlığı kontrolü</li> <li>HVAC sistemlerinde soğutma suyu akış kontrolü</li> </ul> <blockquote><strong>STANDARTLAR VE GÜVENLİK</strong></blockquote> <ul style="text-align: justify;"> <li><strong>ASME BPE:</strong> Hijyenik proses ekipmanları için standartlar</li> <li><strong>ISO 9001:</strong> Kalite güvence uygulamaları</li> <li>Basınçlı kaplarda sight glass tasarım gereklilikleri</li> </ul> <blockquote><strong>SONUÇ</strong></blockquote> <p style="text-align: justify;">Akış gözetleyiciler, endüstriyel tesislerde proses güvenliğini artırmak ve bakım kolaylığı sağlamak için kritik cihazlardır. Modern tasarımlar, dijital sensörlerle entegre edilerek SCADA sistemlerine bağlanabilmekte ve görsel kontrolü dijital izleme ile birleştirmektedir.</p>

ÇALIŞMA PRENSİBİ VE TÜRLERİ

  • Görsel Gözetleyiciler (Sight Glass): Boru hattına monte edilen cam veya şeffaf tüpler ile akış gözlemlenir.
  • Kanatçıklı Gözetleyiciler: Akışın etkisiyle dönen kanatçıklar, akışın varlığını gösterir.
  • Dişli/Pervaneli Gözetleyiciler: Döner parçaların hareketiyle akış gözlemlenir.
  • Baloncuk Tipi: Özellikle gaz akışında baloncuk hareketleri ile gözlem yapılır.

TEKNİK ÖZELLİKLER VE SEÇİM KRİTERLERİ

  • Malzeme seçimi: Borosilikat cam, paslanmaz çelik, teflon
  • Basınç ve sıcaklık dayanımı
  • Bağlantı tipleri: flanşlı, dişli, kaynaklı
  • Opsiyonel: Aydınlatmalı veya çift taraflı modeller

AVANTAJLAR VE SINIRLAMALAR

Avantajlar:

  • Basit tasarım, düşük maliyet
  • Hızlı görsel kontrol
  • Bakım kolaylığı

Sınırlamalar:

  • Hassas debi ölçümü sağlamaz
  • Yüksek basınçlı ve toksik akışkanlarda sınırlı kullanım
  • Görüş alanı zamanla kirlenebilir, düzenli bakım gerekir

UYGULAMA ALANLARI

  • Su ve atık su arıtma tesislerinde pompaların çıkış kontrolü
  • Kimya ve petrokimya proseslerinde akış doğrulaması
  • Gıda ve ilaç endüstrisinde hijyenik proses hatlarında akış varlığı kontrolü
  • HVAC sistemlerinde soğutma suyu akış kontrolü

STANDARTLAR VE GÜVENLİK

  • ASME BPE: Hijyenik proses ekipmanları için standartlar
  • ISO 9001: Kalite güvence uygulamaları
  • Basınçlı kaplarda sight glass tasarım gereklilikleri

SONUÇ

Akış gözetleyiciler, endüstriyel tesislerde proses güvenliğini artırmak ve bakım kolaylığı sağlamak için kritik cihazlardır. Modern tasarımlar, dijital sensörlerle entegre edilerek SCADA sistemlerine bağlanabilmekte ve görsel kontrolü dijital izleme ile birleştirmektedir.

Değişken Alanlı Debimetreler (Varıable Area Flowmeters) ve Uygulamaları

,

Debi ölçümü, endüstriyel proseslerde en kritik parametrelerden biridir. Doğru debi ölçümü sayesinde enerji optimizasyonu, proses güvenliği ve ürün kalitesi sağlanır. Değişken alanlı debimetreler, özellikle rotametrelere dayalı basit ve güvenilir yapılarıyla yaygın olarak kullanılır.

Flow Measurement Techniques

ÇALIŞMA PRENSİBİ

Değişken alanlı debimetrelerde, konik bir tüp içerisinde yukarıya doğru hareket eden bir şamandıra bulunur. Akışkanın hızı arttıkça şamandıra daha yukarı çıkar ve oluşan kesit alanı ile akış dengelenir. Debi, şamandıranın konumuna göre doğrudan okunabilir.

Q = C · A(h) · √(2ΔP / ρ)

Burada Q: debi (m³/s), C: akış katsayısı, A(h): şamandıranın yüksekliğine bağlı kesit alanı, ΔP: basınç farkı, ρ: yoğunluktur.

YAPI ELEMANLARI

  • Konik cam veya metal boru
  • Şamandıra (float)
  • Skala ve gösterge sistemi
  • Opsiyonel: Elektronik sensörler ve transmitter entegrasyonu

AVANTAJLAR VE SINIRLAMALAR

Avantajlar:

  • Basit ve dayanıklı tasarım
  • Görsel olarak doğrudan ölçüm
  • Enerji gerektirmemesi

Sınırlamalar:

  • Viskozite ve yoğunluk değişimlerine duyarlılık
  • Yatay boru hatlarında kullanılamaz
  • Yüksek hassasiyet gerektiren proseslerde sınırlı kullanım

UYGULAMA ALANLARI

  • Su ve atık su arıtma tesisleri
  • Kimya endüstrisi (gaz ve sıvılar)
  • Laboratuvar ortamlarında düşük debilerin ölçümü
  • Gıda ve ilaç endüstrisinde proses kontrolü

STANDARTLAR VE KALİBRASYON

  • ISO 5167: Akış ölçüm cihazları
  • OIML R117: Sıvı akış ölçüm cihazları için metroloji standardı
  • Periyodik kalibrasyon gereklidir

SONUÇ

Değişken alanlı debimetreler, düşük maliyetleri, basitlikleri ve güvenilirlikleri sayesinde endüstride hala yaygın olarak kullanılmaktadır. Yeni nesil elektronik rotametrelere geçiş, bu cihazları dijital izleme ve SCADA entegrasyonuna uygun hale getirmiştir.