Gıda, İlaç, Tekstil ve daha bir çok endüstride çevresel değişkenler ürünlerin kalitesi ve ömrünü olumsuz yönde etkileyebilirler. Bu nedenle bu çevresel değişimleri kontrol altında tutmak ve oluşabilecek sıkıntıların önüne geçmek için ortam şartlarının sürekli takibi veya periyodik olarak ölçülmesi gerekir. Ayrıca özellikle sıcaklık ve nem değerleri fabrikalarda kullanılan bir çok cihazın çalışmasını da olumsuz olarak etkileyen en önemli çevresel faktörlerden birisidir. Sıcaklığın ölçülmesi ve kontrol edilmesini sağlayan sensörlere ise sıcaklık transmitteri olarak adlandırılmaktadır.
Sıcaklık transmitterleri üzerlerindeki sıcaklık sensörlerinden aldıkları sıcaklık bilgisini başka kontrol cihazlarında okunabilecek ve değerlendirilebilecek analog sinyallere dönüştürürler. Bu analog sinyaller voltaj olarak 0-10 Vdc veya akım olarak 0/4-20 mA şeklindedir. Endüstride kullanılan bir çok gösterge, kaydedici ve otomasyon sistemi bu analog sinyalleri alıgılayacak şekilde dizayn edilmiştir. Sadece bu analog gerilim veya akım bilgisini istenilen ölçüm aralığına göre lineer bir şekilde ölçeklendirmek gereklidir. Yani ekranda veya kaydedicide görmek istediğimiz sıcaklık değeri ne ise transmitterin analog çıkışını da buna göre ayarlamamız gerekir. Diyelimki analog çıkışımız 4-20 mA olsun ve ekranda görmek istediğimiz değer ise 0-1000C olsun. Bu durumda transmitterimizin analog çıkışını 00C için 4 mA, 1000C için 20 mA sinyal verecek şekilde ölçeklendirmek gerekir. Aynı şekilde göstergenin veya kaydedicinin girişini de bu şekilde ayarlama gereklidir. Bu sayede göstergeye gelen sinyal akım bilgisi olsada, gösterge bize bunun sıcaklık değeri olarak gösterecektir. Böylece sıcaklık kontrolünün düzgünce sağlanması gerçekleşmiş olur.
Sıcaklık transmitterlerinin kullanım alanlarına göre tipleri de farklılık göstermektedir. Ayrıca hassasiyete ve kullanılacağı yerdeki amaca uygun tipte prob seçimi de çok önemlidir. Bu nedenle kullanım yerine göre tüm özellikler gözden geçirilerek sıcaklık transmitterinin ve uygun probun seçimi yapılmalıdır. Bu seçim yapılırken sorulması gereken bazı sorular vardır. Örneğin sıvı veya katı bir maddenin mi sıcaklığının ölçüleceği, daldırma veya yüzey tipimi olacağı, bağlantı şekillerinin nasıl yapılacağı, uzatma ve daldırma boylarının uzunlukları belirlenmelidir. Okuma süreleri ve maksimum sıcaklıklar ne olmalıdır gibi soruların yanıtlanarak ürün seçiminin yapılması gerekmektedir.
Sıcaklık Transmitterleri Kullanım Alanına Göre Özelleşmiştir
Özellikle Türkiye’deki mevsimsel sıcaklık farklılıklarının çok oluşu sistemlerdeki çalışmaların aksamaması için sürekli kontrol edilmeyi zorunlu kılar. Kullanılan cihazlar ister elektronik olsun ister mekanik her ürün sıcaklıktan bir şekilde etkilenir. Bunların hassasiyet oranları farklılık gösterebilir. Ancak ani sıcaklık değişimleri gibi durumlarda sistemlerin arızaya geçmesi çok sık rastlanan bir durumdur. Zaman zaman insan vücudunun farkına varamadığı değişimlerde bile sıcaklıkların değişmesi ürünlerin kalitesinde bozulmaya sebep olabilir. Bu durumda bozulmanın sıcaklıktan kaynaklanıp kaynaklanmadığını anlamak için sıcaklık sensörleri ile kontrol etmek yeterli olacaktır.
Sıcaklık sensörleri ihtiyaca ve kullanım alanına göre farklı özelliklere sahip türlerde üretilirler. En çok tercih edilen sensörleri sıralayacak olursak pt100 ve pt1000 gibi dirençsel sıcaklık sensörleri, termokupl veya ısıl çiftler olarak geçen sensörler, termistörler ile entegre devre sıcaklık sensörleri olarak sayabiliriz.
Dirençsel sıcaklık sensörlerinde en iyi sonuçlar platin maddesi kullanıldığında alınmaktadır. Bunlar sıcaklık değişimlerine göre direnç değeri değişen sıcaklık sensörleridir. Kullanılan direnç değerleri de ihtiyaca göre farklılık göstermektedir. Genelde en çok kullanılanlar 100 ohm değerinde sensörler (pt100) ve 1000 ohm değerinde (pt1000) dirence sahip sensörlerdir. Bu direnç değerleri 00C sıcaklıktaki direnç değerlerini ifade eder.
Isıl çiftler olarak geçen termokupllar iki farklı metalin kullanımı ile oluşturulur. İki farklı metal yerine metal alaşımlarının her iki ucunun kaynak yardımı ile birleştirilmesi de termokupl üretmek için kullanılan temel bir yöntemdir. Bu iki farklı metalden üretilmiş telin birleşim noktası referans alınarak ölçümler yapılır. Isıl çiftlerin çalışma mantığından bahsedecek olursak; sıcaklık farkı oluştuğunda belli bir elektromotor kuvveti oluşturur. Soğuk olan uçlarda çok küçük değerlerde bir gerilime yol açan bu elektromotor kuvveti ile küçük sıcaklık değişimleri bile rahatça gözlenebilir. Hangi sıcaklıklarda bu termokupllar kullanılacaksa onları oluşturan metallerin veya metal alaşımlarının da farklılık göstermesi gerekir. Kullanılan malzemeye göre ısıl çiftlerin tipleri de değişiklik göstermektedir. En çok kullanılan ısıl çift tipleri K tipi olarak geçen NiCr-Ni sensörlerdir.
Termistörler veya NTC sensörler yarı iletken maddelerden yapılır. Yarı iletken maddelerin özellikleri sıcaklık ile ters orantılı olmalarıdır. Termistörler ile dirençsel sıcaklık sensörleri karşılaştırıldığında termistörlerin daha hassas bir yapıya sahip olduğunu söyleyebiliriz. Fakat çalışma sıcaklık aralıkları daha düşüktür. Bu nedenle dirençsel sıcaklık sensörleri ile ölçülemeyecek ufak sıcaklık değişimleri termistörler ile rahatça ölçülebilmektedir.
Entegre devre sıcaklık sensörleri de yarı iletken entegre devrelerin geliştirilmesi ile oluşturulmuştur. Bu ürünlerde germanyum ve silisyum içerisine kristaller karıştırılarak sıcaklık sensörü elde edilmiş olur. Germanyum kullanıldığında ürünün çalışma mantığını bu kristallerin sıcaklık ile ters orantılı olması oluşturur. Silisyum kullanılan ürünlerde ise kullanılan malzemenin dirençleri sıcaklık ile doğru orantılı olur.
Ayrıca termometrelerin kullanım alanları adlı makalemize göz atabilirsiniz; Termometrelerin kullanım alanları
