Bir sıcaklık ölçüm yöntemi ve enstrümanları seçerken hangi faktörler dikkate alınmalıdır?

Herhangi bir nesnede sıcaklık sürecinin kontrolünün başarılı çözümü, genellikle doğru ölçüm yöntemi ve ölçüm cihazı seçimi ile belirlenir. Bir yöntem ve bir ölçüm cihazı seçme görevi oldukça zordur, çünkü çoğu zaman çelişkili olan çok sayıda faktör dikkate alınarak optimal bir çözüm aranmalıdır.

Genellikle bu sorunun başarılı bir şekilde çözülemediği ve istenen sıcaklık değerlerinin, nesnenin doğal olarak sıcaklıkla ilgili olan diğer fiziksel parametrelerinin ölçüm sonuçları kullanılarak dolaylı olarak bulunması gereken durumlar vardır. Ölçüm yöntemi seçimini belirleyen ana faktörler aşağıda kısaca açıklanmıştır.

Ölçülen sıcaklık aralığı

Bu faktör kritiktir. Yükseltilmiş sıcaklık aralığındaki ölçümler için birçok yöntem bilinmesine rağmen, ölçülen sıcaklığın ölçülmesi ile birlikte bu tür yöntemlerin sayısı giderek sınırlı hale gelmektedir.

Bakmak:Sıcaklığı ölçmek için yöntemler ve aletler

Araştırma sürecinin dinamikleri

Değişken ve özellikle kısa süreli termal süreçleri incelerken, termal dedektörlerin termal eylemsizliği, sıcaklık ölçümü için temas yöntemlerinin uygulanabilirliği konusunda genellikle önemli bir sınırlamadır. Bu bağlamda ortaya çıkan zorluklar, çoğu durumda, uygun yöntemlerle hesaplanan düzeltmeler yapılarak veya özel düzeltme cihazları kullanılarak aşılabilir.

Bununla birlikte, incelenen nesnenin sıcaklığındaki değişikliğe ısı transfer koşullarındaki bir değişiklik eşlik ediyorsa, termal dedektörün termal ataletinin varlığı yalnızca cihazın okumalarında bir gecikmeye değil, aynı zamanda ayrıca kaydedilen sıcaklık değişimi eğrisinin şeklinin bozulmasına da.

Temassız sıcaklık ölçüm yöntemlerinin kullanıldığı cihazlarda, çok kısa bir zaman sabitine sahip alıcılar kullanılabilir, böylece dinamik ölçüm aralığı önemli ölçüde genişletilebilir. Bu durumda, kullanılan kayıt ekipmanının dinamik özellikleri sınırlayıcı bir faktör haline gelir.

ölçümlerin doğruluğu

Seçilen yöntemlerle sıcaklık ölçümünün doğruluğu için gereksinimler, bu teknolojik süreç tarafından belirlenen bu parametrenin izin verilen ölçüm hatasına karşılık gelir.

Sıcaklık ölçümlerinin özelliklerini dikkate alarak, seçilen setle (ölçüm cihazlı termal dedektör) enstrümantal ölçümde izin verilen hatanın, sıcaklık ölçümünde izin verilen hataya eşit olmaması gerektiği, ancak bazı durumlarda akılda tutulmalıdır. çok daha azdır.

Ölçüm setinin gerekli doğruluk marjı, yüksek sıcaklıkları ölçerken sıklıkla karşılaşılan termal dedektör özelliklerinin beklenen kararsızlığı ve metodolojinin rastgele bileşeninin beklenen değerleri ve rastgele için ayrılmalıdır. Belirli ölçüm koşulları için dinamik hataların bileşeni.

Kullanılan ölçüm veya kayıt cihazının gerekli doğruluk sınıfını belirlerken, doğruluk sınıfının, cihazın tüm ölçek aralığının yüzdesi olarak ifade edilen, cihazın izin verilen temel hatasını karakterize ettiği dikkate alınmalıdır. izin verilen hata ölçeğin herhangi bir noktasında aynı olacaktır.

Bu nedenle, cihaz, ölçeğinin herhangi bir noktasında böyle bir temel hata değerine sahip olabilir. Bu nedenle, ölçülen değerin kendisiyle ilgili bu hatanın bağıl değeri, ölçülen değerin değeri ölçeğin başlangıcına yaklaştıkça daha büyük olacaktır.

Bunu bir örnekle açıklayalım. 500 - 1500 ° C ölçekli 0.5 sınıfı bir ölçüm cihazında, ölçeğin her noktasında izin verilen hatanın mutlak değeri 5 derecedir. Bu cihaz için temel hata değeri kabul edilebilir bir değere ulaşabilir.

Bu durumda göreceli değeri ölçeğin sonundaki 5/1500 (%0,3) ile ölçeğin başındaki 5/500 (%1) arasında değişebilir. Bu nedenle, ölçülen değerin beklenen değerleri ölçeğin son üçte birine sığacak kadar ölçek değişikliği aralığına sahip bir ölçüm cihazı seçilmesi önerilir.

Bağıl hataların hesaplanması sıcaklığa göre yapılırsa, sıcaklığın mutlak değerine göre değil, yalnızca söz konusu süreci kapsayan sıcaklık aralığına göre yapılması önerilir..

Aslında, belirli bir sıcaklık değerinin ifade edildiği ölçeğe (Kelvin veya Santigrat derece) bağlı olarak, ölçümün göreli hatası farklı bir değere sahip olacaktır ve bu kabul edilemez.

Enstrüman hassasiyet ölçümü

Bir ölçüm cihazı seçerken, hassasiyetinin gerekli ölçüm doğruluğuna karşılık gelmesine ve değişken süreç çalışmasının sonuçlarının gerekli zaman çözünürlüğünü sağlamasına dikkat etmek gerekir.

En hassas ölçüm cihazının, bu süreci incelemek için genellikle gerekli olmayan en yüksek ölçüm doğruluğunu sağlayabileceği görüşü yanlıştır. Aşırı yüksek hassasiyete sahip bir cihazın kullanılması, çalışılan sürecin dinamikleri hakkında yanlış bir izlenim yaratabilir.

Böyle bir cihaz, bu çalışma koşulları altında kaprisli olabilir ve okumaları bir dizi yan faktörden (odada esen rüzgar, titreşimler) etkilenerek okumalarda bu olgunun özelliği olmayan artan bir varyasyon yaratır.

Öte yandan, çok düşük hassasiyete sahip bir cihazın kullanılması, bu işlemin küçük ama karakteristik dalgalanmalarının gözlemlenmesine izin vermeyecek ve bunun sonucunda, bu işlemin yüksek sıcaklık stabilitesine dair yanlış bir izlenim ortaya çıkabilecektir.

Kimyasal etkileşimler

Bu cihazı sıvı veya gazlı bir ortamın yüksek sıcaklıklarını ölçmek için kullanma olasılığına karar verirken, bir yandan ortamın etkileşim derecesi ve içine verilen termal detektörün malzemeleri genellikle belirleyicidir ve diğer yandan diğer taraf, termal dedektörün kendi parçalarının etkileşimidir.

Bu fenomen grubu, yanıcı gaz karışımlarındaki platin grubu metallerin yüzeyinde meydana gelen katalitik etkiyi de içerir. Yanıcı gazların karışımlarına göre kimyasal olarak inert maddeler olarak, platin ve paladyum, karışımın bileşenlerinin reaksiyonunu, katalizörün yüzeyinde yoğun ısı salımı ile hızlandırır ve onu ısıtır.

Bu nedenle, yanıcı karışımlarla doğrudan temas halinde olan platin veya paladyum parçalara sahip termal dedektörlerin okumaları, termal dedektör ile çevre arasında kurulan denge sıcaklığını değil, katalitik ısıtmanın neden olduğu önemli ölçüde daha yüksek bir sıcaklığı karakterize eder.

Ayrıca bakınız:Farklı sıcaklık sensörlerinin avantajları ve dezavantajları