Termometre – Sıcaklık Algılayıcılar

Termometre cisimlerin veya ortamın sıcaklığını hisseden ölçü aletleridir. Termometrelerin yapımında ısı enerjisinin cisimler üzerindeki bazı tesirlerinden istifade edilir.

Isı tesiri ile cisimlerin boyut değişimi
Isı tesiri ile cisimlerin elektriksel direncinin değişimi
Isı tesiri ile cisimlerin renklerinin değişimi.

Termometre Çeşitleri

Cam tüpte akışkanlı termometreler

Bu termometreler sıcaklık ölçülmesinde geniş bir alanda kullanılmaktadır. Bu tip termometrelerin yapısı basit ve maliyeti ucuzdur. Akışkan olarak cam tüp içinde renkli alkol veya civa kullanılır.

Çalışma prensibi: Genelde sıvı maddeler ısının artmasıyla katılardan daha fazla genleşirler. Cam tüpte civa bulunan bir termometrede sıcaklık yükselmesi ile civanın hacmi cam tüpün hacminden daha fazla genleşecektir. Cam tüpte akışkanlı termometrelerde ince kılcal bir borunun alt kısmında civanın asıl toplandığı hazne üst kısmında ise küçük emniyet haznesi olup bunların arasındaki kısım homojen silindirik yapıdadır.

Metalik Dirençli Termometreler

Metallerin çoğunun artan sıcaklıkla elektrik direnci de artar. Metallerin bu özelliğinden dolayı hassas sıcaklık ölçümlerinde kullanılır. Herhangi bir metalin direnç sıcaklık katsayısı  ile α gösterilir. Bu değer sıcaklıkla değişmekte olup, malzemenin sıcaklığının artmasında her dereceye karşılık gelen direnç değişimidir. R = R0 (1 + α Δt)

Thermocouples (Termokapıl)

Farklı iki metalin birleşme noktasında ısıtıldıklarında artan sıcaklığa bağlı olarak elektriksel bir potansiyel farkı oluşur. Devrenin tamamlanması için metallerin diğer boştaki iki uçları da birleştirildiğinde devreden bir miktar akım geçer. Bu kaide termokapılların önemli bir özelliğidir.
Bu tip devreye bir galvanometre yerleştirildiğinde iki nokta arasındaki sıcaklık farkından dolayı meydana gelen akımı gösterecektir

Termokapılların kullanım avantajları:
Çok basit bir yapısı vardır.
Çok küçük ve sağlam yapılıdır.
Uzun müddet kullanılabilir.
Zarar gören parçaları değiştirilebilir.
Uzaktan kontrol durumları için idealdir.
Otomatik sisteme bağlanabilir.
Kısa zaman içinde sıcaklık ölçümü verir.

Pirometreler

Termometrelerin sıcaklık ölçülecek bölge ile direkt temas halinde bulunma zorunluluğu yüksek sıcaklıklarda kullanımı sınırlamaktadır.
Pirometreler yüksek sıcaklıklarda kullanılan sıcak kaynaktan yayılan radyasyona göre ölçüm yapan bir sıcaklık ölçüm cihazıdır.
Pirometreler ısı kaynağından uygun uzaklığa konup ölçüm yapabildiğinden çok emniyetli ve kullanımı rahattır. Yüksek fırının içerisindeki ergimiş metalin sıcaklığının ölçülmesinde pirometreler rahatlıkla kullanılabilir.

Renk ve sıcaklık
Sıcak bir metalin rengi sıcaklığı ile anlaşılabilir.
Renk Sıcaklık ˚C
Mat kırmızı 700
Kiraz kırmızı 900
Portakal kırmızı 1000
Sarı 1100
Beyaz 1300

Bir Termometrenin Skalasının Belirlenmesi

Bir termometre tüpünün ölçümlendirilmesi için iki sabit nokta alınır, Bunlardan biri en düşük, diğeri en yüksek noktadır.

Şekilde Sıcaklık ölçeklerinin karşılaştırılması.

Celcius Termometresi

Suyun donma noktası olan 0 C en düşük nokta. Suyun kaynama noktası olan 100 C en yüksek nokta olarak alınır. Aradaki mesafe 100 eşit parçaya bölünür.

Kelvin Termometresi

SI sisteminde kullandığımız Kelvin Termometresinde ise;
Suyun donma noktası 273 K, suyun kaynama noktası 373 K alınmış olup aradaki mesafe 100 eşit parçaya bölünmüştür. 1 C = 1 K

Kelvin = Celcius + 273
0 K = -273 C, +273 °K = 0 °C

Fahrenheit Termometresi

Fahrenheit skalda suyun donma noktası 32 F, kaynama noktası 212 F sıcaklıkları arasını 180 eşit parçaya bölerek her bir aralık için 1 F alınarak belirlenmiştir.

C= (5/9) × (F-32) F=(9/5) × C + 32

Kaynak: Orhan KISA, Makina Yüksek Mühendisi