Farklı atmosferlerde sıcaklık ölçümü

Endüstriyel sıcaklık ölçümü genellikle zorlu ortamlarla karakterize edilir. Doğru termokuplun seçilmesi, proses verimliliğinin yanı sıra güvenlik ve/veya ürün kalitesi için de çok önemlidir. Her uygulama kendine özgü olsa da, bu makalede en yaygın çalışma ortamlarının her biri için bir termokupl seçerken göz önünde bulundurulması gereken bazı faktörleri ele alacağız:

1. Vakum
2. Azaltma
3. Oksitleyici
4. Atıl

Aşağıdaki dört bölümde, bazı endüstriyel uygulama örnekleri ile birlikte her ortam için en uyumlu kılıf malzemeleri ve uygun termokupl tipleri belirtilecektir. Bunun bilinçli bir karar vermenize yardımcı olacağını umuyoruz.

Bu makalede, bir termokupl seçerken ve bir montaj tasarlarken nelerin dikkate alınması gerektiği konusunda temel bilgilere sahip olunduğu varsayılmaktadır. Sıcaklık aralığı, tepki süresi, yerleştirme ve doğruluk gibi daha genel faktörler hakkında genel bir bakış için lütfen bu makaleye bakın.

Vakumda sıcaklık ölçümü

Vakum ortamı maddeden yoksun bir ortamdır ve pratik anlamda gaz basıncının neredeyse hiç olmaması (atmosferik basınçtan çok daha az) olarak tanımlanır. Basınç, yoğunluk, iletim veya konveksiyon yoluyla ısı transferinin olmaması ve düşük termal iletkenlik gibi faktörlerin tümü, termokuplların vakumda doğru çalışmasıyla ilgilidir.

Vakumlu ortamları içeren endüstriyel uygulamalar

• Havacılık ve Uzay
• Vakum fırınları
• Yarı iletken uygulamaları
• PVD uygulamaları (Fiziksel Buhar Biriktirme)
• Kristal büyümesi
• Nükleer enerji
• Gelişmiş seramikler
• Güneş pilleri

Vakumdaki termokupllar için dikkat edilmesi gerekenler

Aşağıdaki tablo vakum atmosferine en uygun termokupl tiplerinin özelliklerini göstermektedir.

Tip	Bağlantı malzemeleri	Sıcaklık aralığı	Hassasiyet	Notlar
J	Demir-Konstantan	0°C ila 760°C	55uV/°C	Düşük maliyet Vakum içinde bir kılıf gerektirir.
K	Kromel (Nikel ve Krom) – Alümel (Nikel ve Alüminyum)	-184°C ila 1260°C	39uV/°C	Düşük maliyet Vakum içinde bir kılıf gerektirir.
T	Bakır-Konstantan	-184°C ila 400°C	45uV/°C	370°C’ye kadar güvenilir ve düşük sıcaklıklarda kararlıdır.
N	Nicrosil-Nisil	0°C ila 1100°C	10,4uV/°C	B, R ve S tiplerine göre daha düşük maliyetlidir. Yüksek sıcaklıklarda çok hassas ve güvenilirdir. Vakumda kullanım için kılıf gerektirir.
C	Tungsten (%5)/ Renyum – Tungsten (%26)/ Renyum	0°C ila 2300°C	16uV/°C	Yüksek sıcaklıktaki vakumlar için mükemmel Korumasız termokupl
B	Platin (%6)/Rodyum – Platin (%30)/Rodyum	38°C ila 1800°C	10,4uV/°C	Çok yüksek sıcaklık uygulamaları için tasarlanmıştır. Vakumda sadece kısa süreler için güvenilir bir şekilde çalışır ve bir kılıfın korunmasını gerektirir.
R	Platin (%13)/Rodyum – Platin	0°C ila 1593°C	6uV/°C	Çok yüksek sıcaklıklar ve vakumda kısa süreler için uygundur. Kolayca kirlenir ve vakumda bir kılıfla kullanılmalıdır.
S	Platin (%10)/Rodyum – Rodyum/Platin	0°C ila 1538°C	10,4uV/°C	Genellikle bir kılıf ile kullanılır. Sadece vakumda kısa süreler için tasarlanmıştır. Yüksek maliyetlidir, bu nedenle yalnızca özel uygulamalar içindir

Kılıf malzemeleri

Vakumda sıcaklık ölçümü için uygun kılıf malzemeleri arasında tantal, molibden, INC600 ve niyobyum %1 çinko bulunur. Kılıf malzemelerine ve farklı özelliklerine genel bakış sayfamızı ziyaret edin.

Yüksek sıcaklık ölçümleri

Yaklaşık 1200°C’den daha yüksek sıcaklıklarda normal termokupl alaşımları erime noktalarına çok yaklaşır ve doğru ölçümler için kullanılamaz. Bu nedenle Kamet, fırınlar gibi belirli vakum ortamları için uygun olabilecek bir dizi özel yüksek sıcaklık termokuplları sunmaktadır.

Vakumlu ısıtma zorlukları

Kamet sadece vakumda sıcaklık ölçümü için değil, aynı zamanda vakumda ısıtmanın benzersiz zorlukları için de çözümler sunabilmektedir.

Isıtma alanında onlarca yıllık yenilik ve deneyime sahip uzmanlar olarak, karşılaşabileceğiniz her türlü vakumlu ısıtma sorununda size tavsiyelerde bulunabiliriz. (Özel yapım) ısıtıcılarımız hakkında daha fazla bilgi edinebilir veya uzmanlarımızdan biriyle çeşitli çözüm ve seçenekleri görüşmek için bizimle iletişime geçebilirsiniz.

İndirgeyici bir ortamda sıcaklık ölçümü

İndirgeyici ortam, termokuplun indirgeyici maddelerle (oksijeni gideren gazlar, genellikle hidrojen veya nitrojen) çevrili olması nedeniyle oksidasyonun önlendiği ortamdır.

İndirgeyici ortamlara sahip endüstriyel proses örnekleri

• Metalurji
• Isıl işlem (tavlama fırınları)
• Kaynak

İndirgen atmosferde termokupllar için dikkate alınması gereken hususlar

İndirgeyici bir ortam için en iyi termokupl seçilirken, düşük oksijen seviyeleri ve indirgeyici maddelerin (hidrojen, nitrojen ve amonyak gibi) etkisi göz önünde bulundurulmalıdır. İndirgeyici maddeler örneğin alaşımların oksitlenmesine ve dolayısıyla EMF çıkışının azalmasına neden olarak termokuplun düşük okumasına yol açabilir.

Aşağıdaki tablo, indirgeyici bir atmosfere en uygun termokupl tipleri için özellikleri göstermektedir.

Tip	Bağlantı malzemeleri	Sıcaklık aralığı	Hassasiyet	Notlar
J Tipi	Demir-Konstantan	0°C ila 760°C	55uV/°C	Sadece kuru uygulamalar için kullanın 540°C’nin üzerinde telin hızlı oksidasyonu.
T Tipi	Bakır-Konstantan	-184°C ila 400°C	45uV/°C	Neme ve yoğuşma korozyonuna karşı dayanıklıdır. 370°C’ye kadar güvenilir ve düşük sıcaklıklarda kararlıdır.
N Tipi	Nicrosil-Nisil	0°C ila 1100°C	10,4uV/°C	Sadece kuru uygulamalar için uygundur.
C Tipi	Tungsten (%5)/ Renyum – Tungsten (%26)/ Renyum	0°C ila 2300°C	16uV/°C	Korumasız termokupl Yüksek saflıkta hidrojen atmosferleri için uygundur. Oksijene maruz bırakılamaz.

Uygun şekilde korundukları sürece diğer tüm termokupl türlerini kullanmak teorik olarak mümkündür. K tipini yukarıdaki özete dahil etmedik çünkü indirgeyici ortamlarda ‘yeşil çürümeye’ karşı hassastır.

Yeşil çürüme, kromun oksidasyonunu ifade eder; bu süreç tipik olarak 800°C ile 1260°C arasında değişen yüksek sıcaklıklarda, özellikle de düşük oksijenli ortamlarda meydana gelir. Normal şartlar altında, NiCr bacağın yüzeyindeki oksit tabakası onu oksidasyona karşı korur. Ancak hidrojen veya diğer indirgeyici maddeler içeren ortamlarda bu koruma tehlikeye girer ve krom oksidasyonunun hızlanmasına neden olur. Bu da pozitif bacak üzerinde pullu yeşil bir korozyon tabakası oluşmasına neden olur.

Kılıf malzemeleri

İndirgeyici bir ortam için düşünülebilecek kılıf malzemeleri Hastelloy X ve Molibden‘dir. Bu malzemelerin özellikleri hakkında daha fazla bilgi için bu sayfaya gidin.

Oksitleyici bir ortamda sıcaklık ölçümü

Oksitleyici bir ortam, termokuplun yanmaya neden olan gazlarla (çoğunlukla oksijen) temas halinde olacağı bir ortamdır.

Oksitleyici ortamlara sahip endüstriyel proses örnekleri

• Yanmalı motorlar
• Atık Yakma
• Cam endüstrisi

Oksitleyici atmosferlerde termokupllar için dikkat edilmesi gerekenler

Adından da anlaşılacağı gibi, bu atmosferlerde en iyi termokupl seçilirken göz önünde bulundurulması gereken çok yüksek bir oksitleme potansiyeli vardır. Aşağıdaki tablo, oksitleyici bir atmosfere en uygun termokupl tipleri için özellikleri göstermektedir:

Tip	Junstion malzemeleri	Sıcaklık aralığı	Hassasiyet	Notlar
E Tipi	Kromel (Nikel ve Krom) – Constantan	0°C ila 982°C	76uV/°C	Oksitleyici ortamda sadece 900°C’ye kadar kullanın. Sülfür saldırısından koruyun.
J Tipi	Demir-Konstantan	0°C ila 760°C	55uV/°C	Sadece kuru uygulamalar. 540°C’nin üzerinde telde hızlı oksidasyon. 540°C’nin üzerinde sülfüre karşı hassas.
K Tipi	Kromel (Nikel ve Krom) – Alümel (Nikel ve Alüminyum)	-184°C ila 1260°C	39uV/°C	Temiz oksitleyici ortamlar için iyidir. Düşük maliyetlidir. Sülfürlü atmosferlerden korunmaya ihtiyaç duyar.
T Tipi	Bakır-Konstantan	-184°C ila 400°C	45uV/°C	370°C’ye kadar güvenilir ve düşük sıcaklıklarda kararlıdır. Nem ve yoğuşmaya karşı dayanıklıdır.
N Tipi	Nicrosil-Nisil	0°C ila 1100°C	10,4uV/°C	B, R ve S tiplerine göre daha düşük maliyet. Yüksek sıcaklıklarda oksidasyona karşı direnç. Yüksek sıcaklıklarda çok doğru ve güvenilir. Sülfür saldırılarına karşı savunmasızdır.
B Tipi	Platin (%6)/Rodyum – Platin (%30)/Rodyum	700°C ila 1800°C	10,4uV/°C	Çok yüksek sıcaklık uygulamaları için tasarlanmıştır. İndirgeyici atmosferlerde korumalı olarak kullanın. Oksitleyici ortamlarda korumasız olarak kullanılabilir.
R Tipi	Platin (%13)/Rodyum – Platin	0°C ila 1593°C	6uV/°C	Çok yüksek sıcaklıklar için uygundur. Kolayca kirlenir ve genellikle bir kılıfla kullanılır. Oksitleyici ortamlarda korumasız kullanılabilir.
S Tipi	Platin (%10)/Rodyum – Rodyum/Platin	0°C ila 1538°C	10,4uV/°C	Genellikle bir kılıf ile kullanılır. İndirgeyici atmosferlerden ve kontaminasyondan koruma gerektirir. Oksitleyici ortamlarda korumasız kullanılabilir. Yüksek maliyetlidir, bu nedenle en çok özel uygulamalar için uygundur.

Kılıf malzemeleri

Oksitleyici ortamlarda kullanıma uygun kılıf malzemeleri şunları içerir: Pt10%Rh, Pt20%Rh, INC600 ve AISI 316, AISI 321 ve AISI 310 gibi paslanmaz çelikler.

İnert bir ortamda sıcaklık ölçümü

İnert ortam, oksijen içermeyen veya çok düşük oksijen seviyeleri içeren bir ortamdır. Esas olarak nitrojen, argon, helyum ve karbondioksit gibi reaktif olmayan gazların bir karışımıdır.

İnert ortamlara sahip endüstriyel proses örnekleri

• İnce film biriktirme gibi yarı iletken
• Toz metalurjisinin sinterlenmesi
• Metallerin ısıl işlemi
• Kristal büyümesi
• Havacılık ve uzay malzemeleri testi – örneğin bir hall etkisi iticisini test etmek için

İnert atmosferlerde termokupllar için dikkat edilmesi gerekenler

İnert gazların varlığı ve çok düşük oksidasyon seviyeleri, inert ortamlardaki endüstriyel proseslere uygun bir termokupl seçerken dikkate alınması gereken faktörlerdir.

Aşağıdaki tablo en uygun termokupl tiplerinin özelliklerini göstermektedir. Hepsi inert bir ortamda korumalı veya korumasız olarak kullanılabilir.

Tip	Bağlantı malzemeleri	Sıcaklık aralığı	Hassasiyet	Notlar
C Tipi	Tungsten (%5)/ Renyum – Tungsten (%26)/ Renyum	0°C ila 2300°C	16uV/°C	Yüksek saflıkta inert ortamlar için uygundur.
E Tipi	Kromel (Nikel ve Krom) – Constantan	0°C ila 982°C	76uV/°C	Sadece inert ortamlarda 900°C’ye kadar kullanın.
J Tipi	Demir-Konstantan	0°C ila 760°C	55uV/°C	Yüksek sıcaklıklarda kullanım ömrü azalır.
K Tipi	Kromel (Nikel ve Krom) – Alümel (Nikel ve Alüminyum)	-184°C ila 1260°C	39uV/°C	Düşük maliyetli. Ortam tamamen inert ise kullanılmalıdır.
T Tipi	Bakır-Konstantan	-184°C ila 400°C	45uV/°C	370°C’ye kadar güvenilir ve düşük sıcaklıklarda kararlıdır.
N Tipi	Nicrosil-Nisil	0°C ila 1100°C	10,4uV/°C	B, R ve S tiplerine göre daha düşük maliyetlidir. Yüksek sıcaklıklarda çok hassas ve güvenilirdir.
B Tipi	Platin (%6)/Rodyum – Platin (%30)/Rodyum	38°C ila 1800°C	10,4uV/°C	Çok yüksek sıcaklık uygulamaları için tasarlanmıştır.
R Tipi	Platin (%13)/Rodyum – Platin	0°C ila 1593°C	6uV/°C	Çok yüksek sıcaklıklar için uygundur. Kolayca kirlenir ve genellikle bir kılıfla kullanılır.
S Tipi	Platin (%10)/Rodyum – Rodyum/Platin	0°C ila 1538°C	10,4uV/°C	Genellikle bir kılıf ile kullanılır. Yüksek maliyetli olduğundan özel uygulamalar için daha uygundur.

Daha fazlasını öğrenmek ister misiniz?

Termokuplların bu ortamların bir kombinasyonuna dayanması gereken durumlar da vardır. Kamet, benzersiz prosesiniz ve ortamınız için özel tavsiyeler sunma konusunda mükemmeldir. Ismarlama çözümler de uzmanlık alanlarımızdan biridir. Bu nedenle, ihtiyacınız olan tüm bilgileri web sitemizde veya bilgi tabanımızda bulamadıysanız, lütfen bizimle iletişime geçin; size yardımcı olmaktan memnuniyet duyarız.

---