Sıcaklık algılayıcılar elektrik sinyalleri aracılığıyla okunabilir sıcaklık ölçümleri sağlayan cihazlar olarak tanımlanabilir. Sıcaklığı ölçmenin en temel yollarından biri termometre kullanmaktır, bu şekilde herhangi bir şeyin ne kadar sıcak ya da soğuk olduğu ölçülebilir. Teknolojideki ilerlemeler sonucunda ise artık çok daha doğru veriler elde etme imkanı veren sıcaklık algılayıcılara erişim imkanımız bulunmaktadır. Sıcaklık algılayıcılar ve proses kontrol cihazları endüstriyel sektörlerde süreçlerin kolaylaşmasına yardımcı olan ekipmanlar arasında yer alır. Sıcaklık algılayıcılar ve proses kontrol cihazları hakkında bilgi edinmek, ihtiyacınız olan ekipmanlara sahip olmak için Meter Elektronik A.Ş. ile iletişime geçebilirsiniz.
Çok çeşitli uygulamalar için son derece faydalı ve gerekli olan sıcaklık algılayıcılar aslında düşünüldüğünden çok daha sık kullanılırlar. Evlerdeki mikrodalga fırınlar, su ısıtıcıları ve buzdolaplarında sıcaklık algılayıcıların kullanımına rastlanır. Örneğin sıcaklık algılayıcılar arasında yer alan termometreler jeoteknik izleme ve yenilebilir enerjide hayati bir role sahiptir. Makalemizde sıcaklık algılayıcıların nasıl çalıştığını, farklı sıcaklık algılayıcı tiplerini ve en yaygın kullanılan uygulamaları hakkında çeşitli bilgilere erişebilirsiniz.
Sıcaklık Algılayıcılar Nasıl Çalışır?
Sıcaklık algılayıcılar sıcaklık değerlerini elektrik sinyalleri aracılığıyla ölçer. Sıcaklık algılayıcılarda, sıcaklık değişikliği meydana geldiğinde elektrik voltajı ya da direnç oluşturan iki metal bulunur. Sıcaklık algılayıcılar tıbbi uygulamalarda ve evlerde kullanılan elektrikli cihazlar dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerde belirli bir sıcaklığı koruma noktasında kritik bir öneme sahiptir. Sıcaklık algılayıcılar pek çok farklı endüstride doğruluk ve sıcaklık kontrolü aşamasında kritik bir öneme sahiptir.
Sıcaklık algılayıcılar diyot terminallerindeki voltajı ölçerek çalışmaktadır. Voltaj artınca sıcaklık da artmakta olup bunu transistör terminalleriyle diyot arasında voltaj düşüşü meydana gelir. Sıcaklık algılayıcıların bağlantılarına göre sınıflandırılan farklı türleri bulunur. Kullanılan uygulamanın türüne ya da çalışılan sektöre bağlı olarak sıcaklık algılayıcılar iki ana kategori altında toplanabilir.
Temas sıcaklık sensörleri, bir nesnenin ya da maddenin sıcaklık ya da soğukluk derecesini doğrudan temas yoluyla ölçerler. Genellikle farklı özelliklere sahip katı, sıvı ve gazlarda geniş bir sıcaklık aralığının tespit edilmesi amacıyla kullanılırlar.
Temassız sıcaklık sensörleriyse asla bir nesne ya da maddeyle doğrudan temas halinde bulunmazlar. Bu yüzden enerji santrali endüstrileri gibi tehlikeli ortamlarda yaygın bir şekilde kullanılırlar. Bir ısı kaynağı tarafından yayılan radyasyon yoluyla herhangi bir şeyin ne kadar sıcak ya da soğuk olduğunu ölçmeye yardımcı olurlar. Ayrıca temaslı ve temassız sıcaklık sensörlerinin de kendi içlerinde farklı türleri vardır.
Sıcaklık Algılayıcılar Farklı Türlere Sahiptir
Bimetal termometreler bağlı bir gösterge ve gövdeden oluşan bir tür temaslı sıcaklık algılayıcıdır. Sensörün ucu, gövde algılama ucunun içinde oturan ve gösterge iğnesine giden çubuğa bağlanan bir yay içermektedir. Göstergedeki ibrenin hareket edip sıcaklık okumasını göstermesini sağlayan ısı uygulandığında algılama bobininde meydana gelen harekettir.
Gaz dolu ve sıvı termometreler de bimetal termometrelerle benzer şekilde çalışan bir tür temaslı sıcaklık sensörü olma özelliğine sahiptir. Fakat gazla ya da sıvıyla doldurulmuş bir ampulleri bulunur. Ampul ısıtılınca gazı genleştiren ya da sıvıyı ısıtan sondanın algılama ucunun içinde yer alır. Ekli çubuğa iğneyi hareket ettirmesi için sinyal vererek sıcaklık okumasını gösterir.
Termostatlar ise alüminyum, nikel, bakır ya da tungsten gibi iki farklı metal içeren bimetalik şeridin bulunduğu bir tür temaslı sıcaklık sensörüdür. Isıya maruz kaldığında mekanik bir bükülme hareketi oluşturan ise iki metalin doğrusal genleşme katsayısındaki fark olmaktadır.
Termistörler ya da termal duyarlı dirençler, bir sıcaklık değişikliği yaşandığında fiziksel görünümlerini değiştirirler. Kolayca şekil değiştirmelerine izin veren seramik malzemelerden meydana gelirler. Termistörlerin çoğu negatif bir sıcaklık katsayısına sahip olurlar. Yani sıcaklıkta bir artış olunca dirençleri azalır. Bazı termistörlerde ise pozitif bir sıcaklık katsayısı bulunur. Buna bağlı olarak sıcaklık yükselince dirençleri artar.
Termokupllar güvenilirlikleri, doğrulukları, hassasiyetleri ve geniş sıcaklık çalışma aralıkları nedeniyle en yaygın şekilde kullanılan sıcaklık sensörleri arasında yer alırlar. Bir bağlantı oluşturmak için iki farklı noktada bağlanan iki farklı metal içeren iki telleri bulunur. Bir nokta belirli bir sıcaklıkta tutulan “soğuk bağlantı” ve diğeri “sıcak bağlantı” olarak bilinir. Sıcaklık değişimi iki kablo arasındaki voltajla kaydedilir. Termokupllar dirençli sıcaklık dedektörleri kadar doğru olmayabilir. Ancak çok daha uygun maliyetli ve geniş bir sıcaklık aralığına sahiptirler.
Negatif sıcaklık termistörü son derece küçük sıcaklık değişikliklerine tepki verme özelliği sayesinde düşük sıcaklıklarda dahi yüksek doğruluk ve büyük direnç sağlayan bir sıcaklık algılayıcı olarak tanımlanabilir. -50 ila 250 °C aralığına sahip olan negatif sıcaklık termistörlerinin direnci sıcaklık yükselmeye başlar başlamaz hızlı bir şekilde düşer. Büyük direnç ve hızlı yansıma dolayısıyla negatif sıcaklık termistörlerinin doğrusallaştırma gerektirdiği göz önünde bulundurulmalıdır.
Yarı iletken tabanlı sıcaklık sensörlerinde iki benzer diyot içeren ikili bir tümleşik devre bulunur. Diyotlar ve sıcaklığa duyarlı voltaj sıcaklığı ölçmekte olup ilgili sensörler son derece doğru çıktılar verirler.
