Teknolojik işlemlerin çoğunda, en önemli fiziksel büyüklüklerden biri sıcaklıktır. Endüstride, sıcaklık sensörleri sıcaklıkları ölçmek için kullanılır. Bu sensörler, sıcaklık bilgisini elektrik sinyaline dönüştürür ve ardından elektronik ve otomasyon tarafından işlenir ve yorumlanır. Sonuç olarak, sıcaklık değeri basitçe ekranda gösterilir veya belirli bir ekipmanın çalışma modunu otomatik olarak değiştirmek için temel olarak kullanılır. Öyle ya da böyle, bugün sıcaklık sensörleri olmadan, özellikle endüstride yapamazsınız. Ve çeşitli sıcaklık sensörlerinin ayırt edici özelliklerini açıkça anlamanız için amacınıza uygun sensörü seçmek önemlidir.
Farklı Amaçlar İçin Sıcaklık Sensörleri
Teknolojik olarak, sıcaklık sensörleri iki büyük gruba ayrılır. Bunlar; temas ve temassız olarak bilinmektedir. Temassız sensörler, işlemlerinde uzak bir yüzeyden gelen kızılötesi radyasyon parametrelerini ölçme prensibini kullanır. Piyasada daha geniş bir şekilde sunulan kontakt sensörler, sıcaklık ölçme sürecinde hassas elemanlarının, sıcaklığı ölçülmesi gereken yüzeye veya ortama doğrudan temas etmeleri bakımından farklılık gösterir.
Bu nedenle, kontak sensörlerini düşünmek, türlerini, özelliklerini karşılaştırmak, farklı türlerdeki sıcaklık sensörlerinin avantajlarını ve dezavantajlarını değerlendirmek bizim için en uygun yoldur. Bir sıcaklık sensörü seçmek, her şeyden önce, sıcaklığı ölçmenin nasıl gerekli olacağı ile belirlenir. Kızılötesi sensör, sıcaklığı yüzeyden uzakta ölçebilecektir, bu nedenle, sensör ile hedeflenen yüzey arasındaki atmosferin olabildiğince şeffaf ve temiz olması çok önemlidir. Aksi takdirde sıcaklık verileri bozulur ve sensörler bozulabilir.
Bunların yanı sıra, kontak sensörü, doğrudan yüzey veya bulunduğu ortamın temas ettiği sıcaklığı ölçmenize izin verir. Yani, çevresindeki atmosferin saflığı önemli değildir. Burada, sensör ve test materyali arasındaki doğrudan ve yüksek kaliteli temas çok önemlidir. Bir kontakt sensör, birkaç teknolojiden biri kullanılarak yapılabilir. Bu teknolojiler; bir termistör, bir direnç termometresi veya bir termokupl olabilir. Ayrıca, her teknoloji, avantajları ve dezavantajları ile ayırt edilir.
Isıl Çift Nedir?
Termokupl bazlı sıcaklık sensörleri, seebeck etkisi sayesinde çalışır. Bir uçta farklı metallerden iki tel lehimlenmiştir ve bu, termokupl’un sözde sıcak birleşimiyle ölçülen sıcaklığa maruz kalmasıdır. Kabloların diğer tarafında, uçlarının sıcaklığı değişmez ve bu yere hassas bir voltmetre bağlanır. Bir voltmetre ile ölçülen voltaj, sıcak kavşak ile voltmetreye bağlı olan kablo uçları arasındaki sıcaklık farkına bağlıdır. Termokupllar, sıcak bağlantılarını oluşturan metallerde farklılık gösterir ve bir termokupl bazında verilen sensör için ölçülen sıcaklık aralığını belirler.
E tipi sensörler oksitleyici veya atıl ortamlarda kullanıma uygundur. J Tipi vakumlu, inert veya indirgen ortamlarda çalışmak için kullanılabilir. K Tipi oksitleyici veya nötr ise sıcak ortamlar için uygundur. N tipi, K tipine kıyasla daha uzun ömürlü T tipi sensörler korozyona dayanıklıdır, bu nedenle, nemli oksidasyon, indirgeme, inert ortamlarda ve vakumda kullanılabilirler. R (endüstriyel) ve S (laboratuar) tipleri, özel seramik yalıtkanlar veya metal olmayan borular ile korunmaları gereken yüksek sıcaklık sensörleridir.
B tipi, R ve S tiplerinden bile daha yüksek bir sıcaklıktır. Termokupl sensörlerinin avantajları, çalışma parametrelerinin yüksek sıcaklıklarda stabilitesi ve sıcak bağlantıdaki sıcaklık değişimlerine karşı verilen tepki hızıdır. Bu tip sensörler geniş bir yelpazede mevcut çaplarla temsil edilir. Ayrıca, düşük bir maliyeti vardır.
Direnç Termometreler
Dirençli termometre veya reosta sıcaklık sensörü, RTD kısaltmasına sahiptir. Bir metalin sıcaklığının değişmesine bağlı olarak direncini değiştirme prensibiyle çalışır. Kullanılan metaller; platin (-200 ° C ila +600 ° C), nikel (-60 ° C ila +180 ° C), bakır (-190 ° C ila +150 ° C), tungsten (-100 ° C ila +1400 ° C) istenen ölçülen sıcaklık aralığına bağlı olarak dirençlendirilebilir. Diğer metallerden daha sık olarak, platin oldukça geniş bir sıcaklık aralığı sağlayan direnç termometrelerinde kullanılır.
Ayrıca, farklı hassasiyetteki sensörleri seçmenize izin verir. Böylece, Pt100 sensörü 0 ° C’de 100 Ohm, aynı sıcaklıkta Pt1000 - 1k Ohm direncine sahiptir, yani daha hassastır ve sıcaklığı daha doğru ölçmenizi sağlar. Bir termokupl ile karşılaştırıldığında, dirençli termometre daha yüksek hassasiyete sahiptir, parametreleri daha kararlıdır, ölçülen sıcaklık aralığı daha geniştir. Bununla birlikte, buradaki hassasiyet daha düşüktür ve reaksiyon süresi, termokupllardan daha uzundur.
Termistörler
Bir diğer temas sıcaklık sensörleri tipi, termistörlerdir. Sıcaklığa bağlı olarak dirençlerini önemli ölçüde değiştirebilen metal oksitler kullanırlar. İki tür termistör vardır. Bunlar; PTC, pozitif sıcaklık katsayısına sahip sıcaklık ve NTC, negatif sıcaklık katsayısına sahip olan termistörlerdir. İlki için, direnç belirli bir işletim aralığında artan sıcaklıkla artar, ikincisi için artan sıcaklıkla direnç azalır. Termistörler, sıcaklık değişimlerine daha yüksek bir reaksiyon oranı ve düşük maliyetle karakterize edilir, ancak, bunlar oldukça kırılgandır ve aynı direnç termometrelerine ve termokupllara göre daha dar bir çalışma sıcaklığı aralığına sahiptir.
Kızılötesi Sensörler
Avantajları, sıcaklığın temassız bir şekilde ölçülmesidir, yani, sensörü nesneye sıkıca bastırmaya veya ortama, nesneye batırmaya gerek yoktur. Sıcaklıktaki değişikliklere çok hızlı tepki verirler, bu nedenle, örneğin; bir konveyör üzerindeki hareketli nesnelerin yüzeylerinin incelenmesi için uygundurlar. Sadece kızılötesi sensörler yardımıyla, örneğin; doğrudan fırında veya bazı agresif bölgelerde bulunan örneklerin sıcaklığını ölçmek mümkündür. Kızılötesi sensörlerin dezavantajları, yüzey yayan sıcaklık durumuna karşı duyarlılıklarının yanı sıra, sensör ve hedef arasındaki yolda kendi optik ve atmosferlerinin temizliğini de içerir.
Not: Toz ve duman doğru ölçümleri engelleyebilir. Bu yüzden temiz bir ortamda ölçüm yapılması önerilmektedir.