Radyasyon Sıcaklığı Laboratuvarı, yüksek sıcaklık ölçümlerinde SI birimlerine izlenebilir kalibrasyon altyapısı sunar. Gümüş donma noktası (961,78 °C) ve üzerindeki sıcaklıklarda radyasyon ve kontak sıcaklığı ölçümlerinin izlenebilirliğini sağlamaktadır.
Genel Bilgi
Laboratuvarın ana amacı Ulusal Radyasyon Sıcaklığı Ölçeği'nin birincil seviyede oluşturulması, korunması ve yaygınlaştırılmasından oluşmaktadır. Ayrıca gümüş donma noktası olan 961,78 °C üzerindeki sıcaklık ölçümlerinde radyasyon ve kontak sıcaklığı ölçümlerinin SI birimlerine izlenebilirliğini temin etmektir.
Radyasyon sıcaklığı, bir nesnenin yüzeyinden yayılan termal radyasyonun (Planck kuramına göre) ölçülmesiyle elde edilen bir sıcaklık değeridir. Radyasyon sıcaklığı ölçümleri uzaktan ve temassız gerçekleştirildiği için birçok alanda kritik öneme sahiptir. Özellikle yüksek sıcaklıkların ölçülmesi gerektiği ve temaslı ölçümün zor olduğu (mümkün olmadığı) durumlarda, hareketli nesnelerin sıcaklık ölçümlerinde radyasyon sıcaklığı oldukça kullanışlıdır.
Bu yöntem; yüksek sıcaklık fırınları, erivik metaller, motorlar veya kimyasal reaksiyonlar gibi doğrudan temasın mümkün olmadığı tehlikeli ortamlarda güvenli bir ölçüm sağlar. Örneğin endüstriyel uygulamalarda; üretim süreçlerini optimize etmek ve kalite kontrolü sağlamak için metal işleme, cam üretimi, çimento ve kağıt üretimi endüstrisi gibi alanlarda yaygın olarak kullanılır.
Temassız ve hijyenik olmasından dolayı gıda sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Temassız insan vücudu sıcaklığı ölçümleri, özellikle COVID-19 pandemi döneminde tüm insanlığın üzerinde odaklandığı bir nokta olmuştur. Bunun neticesinde günümüzde alın ve deri termometreleri (ve termal kameralar) insan vücudu termal ışımasına dayanarak vücut sıcaklığının (ateşin) hızlı, kişiye özel ve yüksek doğrulukla ölçülmesinde vazgeçilmez hale gelmiştir.
Araştırma
Planck radyasyon kanununa dayanarak yüzeylerden yayılan termal ışımanın ölçülmesi ve kalibrasyonu.
Gümüş donma noktası (961,78 °C) ve üzerindeki sıcaklık aralıklarında ITS-90'a izlenebilir kalibrasyon hizmetleri.
Metal işleme, cam ve çimento üretimi gibi yüksek sıcaklık endüstriyel süreçlerinde temaslı ve temassız sıcaklık ölçümleri.
Medikal ve endüstriyel alanlarda kullanılan termal kameraların ve infrared termometrelerin izlenebilir kalibrasyonu.
Termoçiftler ve direnç termometrelerinin yüksek sıcaklık aralığında ITS-90'a izlenebilir SI birimi kalibrasyonu.
Malzemelerin spektral ve toplam yayılım katsayılarının deneysel olarak belirlenmesi ve bu değerlerin yüksek sıcaklık ölçümlerine etkisinin incelenmesi.
Ekipman
Laboratuvarda; infrared pirometerler, termal kameralar, optik pirometerler, termoçiftler ve sabit nokta hücreleri kullanılarak ITS-90'a izlenebilir kalibrasyon ve yüksek sıcaklık ölçümleri gerçekleştirilmektedir.
Yüzeylerden yayılan termal ışımayı ölçerek temassız sıcaklık tespiti sağlayan cihazlar. Geniş sıcaklık aralıklarında hassas kalibrasyon yapılmaktadır.
İki boyutlu sıcaklık dağılımı görüntüleyen kameralar. Medikal, endüstriyel ve güvenlik alanlarında kullanılan cihazların izlenebilir kalibrasyonu yapılmaktadır.
Gümüş (961,78 °C) ve diğer saf metal donma/erime noktaları kullanılarak ITS-90 ölçeğine birincil izlenebilirlik sağlayan referans sistemleri.
1000 °C ve üzeri sıcaklıklarda kullanılan Type-S, Type-R ve Type-B termoçiftlerinin yüksek doğrulukla kalibrasyonu.
Yüksek yayılım katsayısına sahip, izlenebilir kalibrasyon çalışmalarında referans kaynak olarak kullanılan blackbody fırınları.
Altyapı
| No | Ekipman / Sistem | Marka | Model | Aralık / Kapasite | Amaç / Kullanım |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Radyasyon Termometresi (Pirometre) | Land Instruments | System 4 / Marathon MR | 600 °C – 3000 °C | Birincil radyasyon sıcaklığı referans cihazı |
| 2 | Sabit Nokta Hücresi (Gümüş) | TuBiTak UME | Ag-FP Hücresi | 961,78 °C | ITS-90 birincil referans noktası |
| 3 | Kara Cisim Fırını (Yüksek Sıcaklık) | Fluke / Isothermal | 4181 / CS2000 | 600 °C – 2000 °C | Referans kaynaklı kalibrasyon orta mı |
| 4 | Termal Kamera | FLIR Systems | A655sc / T1020 | -20 °C – 2000 °C | 2B sıcaklık dağılımı görüntüleme ve kalibrasyon |
| 5 | Type-S Termоçift (Referans) | Omega / Heraeus | SPRR-250 / W-Re | 0 °C – 1600 °C | Yüksek sıcaklık kontak ölçüm referansı |
| 6 | Sıcaklık Kontrolörü | Eurotherm / Yokogawa | 3508 / UT35A | 0 °C – 2000 °C | Fırın sıcaklığı hassas kontrol ve regulas yon |
| 7 | Veri Toplama Sistemi (DAQ) | Agilent / Keysight | 34970A / 34980A | Dijital / Analog çıkış | Termoelektrik ve volt kayıtları otomatik veri alımı |
Doğruluk
Laboratuvarda gerçekleştirilen kalibrasyon ölçümlerinin genişletilmiş belirsizlikleri (k=2), ITS-90 referans ölçeğine izlenebilirlik çerçevesinde belirlenmiştir.
| Sıcaklık Aralığı | Genişletilmiş Belirsizlik (U) | Güven Düzeyi |
|---|---|---|
| 961,78 °C (Ag Donma Noktası) | 0,1 °C | k=2 (yaklaşık %95 güven aralığı) |
| 1000 °C – 1500 °C | 0,3 °C | k=2 (yaklaşık %95 güven aralığı) |
| 1500 °C – 2000 °C | 1,0 °C | k=2 (yaklaşık %95 güven aralığı) |
* Belirsizlik değerleri k=2 genişletme faktörü kullanılarak hesaplanmıştır ve yaklaşık %95 güven aralığına karşılık gelmektedir.
Kalibrasyon
Endüstriyel ve medikal alanlarda kullanılan infrared pirometre ve sıcaklık ölçerlerinin ITS-90'a izlenebilir kalibrasyonu.
İki boyutlu sıcaklık görüntüleme sistemlerinin, özellikle medikal ve endüstriyel termal kameraların izlenebilir kalibrasyonu.
Type-S, R ve B termoçiftlerinin 961 °C ve üzeri sıcaklık aralıklarında birincil yöntemle kalibrasyonu.
Gümüş sabit noktası kullanılarak termoçift ve direnç termometrelerinin birincil kalibrasyon zincirinde belirlenmesi.
Hizmetler
SI birimlerine ve ITS-90 ölçeğine izlenebilir radyasyon ve kontak sıcaklığı kalibrasyonu.
Endüstriyel fırınlar, medikal cihazlar ve araştırma sistemleri için yüksek sıcaklık ölçüm hizmetleri.
Radyasyon sıcaklığı ölçümü, yayılım katsayısı ve belirsizlik hesapları konularında teknik eğitim.
Yüksek sıcaklık metrolojisi ve radyasyon termometresi teknolojisi alanındaki Ar-Ge projelerine destek.
Pirometre seçimi, kalibrasyon yöntemi belirleme ve ölçüm belirsizliği hesapları konularında uzman destek.
Milli metroloji enstitüleri ile yüksek sıcaklık radyasyon termometresi karşılaştırma ölçümleri.
Uygulama Alanları
Radyasyon Sıcaklığı Laboratuvarı, aşağıdaki sektörlerdeki kurum ve kuruluşlara kalibrasyon, ölçüm ve danışmanlık hizmetleri sunmaktadır.